Muitas espécies na Terra são unicelulares, o que significa que elas têm apenas uma célula. Todas as espécies de animais e plantas, no entanto, são multicelulares, o que significa que elas têm várias células. Os organismos unicelulares e multicelulares compartilham algumas semelhanças importantes como o código genético. As células de um organismo multicelular devem trabalhar juntas em maior extensão que os organismos unicelulares, portanto, também existem algumas diferenças importantes.
Organelas

Com algumas raras exceções, praticamente todas as espécies de organismos multicelulares são eucariotos, significando que seu DNA está contido em uma estrutura especial chamada núcleo. Os eucariotos também possuem estruturas fechadas por membranas chamadas organelas, que desempenham funções cruciais para a sobrevivência e o crescimento da célula. Alguns organismos unicelulares como amebas também são eucariotos, mas muitos outros são procariotos (por exemplo, bactérias). Os procariontes não possuem núcleo e organelas especializadas e são muito menores que as células eucarióticas típicas. Conseqüentemente, organismos multicelulares são quase sempre (embora não invariavelmente) eucarióticos, enquanto organismos unicelulares podem ser eucarióticos ou procarióticos.
Diferenciação

Em um organismo multicelular em crescimento, como um humano, as células se diferenciam e se especializam em determinadas funções. Suas células musculares e cerebrais, por exemplo, têm claramente papéis muito diferentes em seu corpo. Nos organismos unicelulares, por outro lado, uma célula não pode confiar em seus vizinhos para executar determinadas tarefas enquanto realiza outras. Um organismo unicelular precisa se cuidar. Isso não significa que não ocorra comunicação entre organismos unicelulares. Algumas bactérias, por exemplo, coordenam a expressão gênica através de um mecanismo fascinante chamado detecção de quorum; uma vez que a população de uma colônia bacteriana ultrapassa um determinado ponto, a crescente concentração de moléculas de sinalização secretadas por bactérias individuais "ativa" certos genes nas bactérias da colônia.
Código Genético

Claramente unicelular e multicelular organismos são muito diferentes, mas também compartilham muitas semelhanças. Entre os mais impressionantes, está o código genético. Todas as formas de vida conhecidas armazenam suas informações genéticas usando DNA e, com algumas exceções, o código é universal. Se alguém pegasse uma sequência de DNA que codifica uma proteína de uma de suas células e a inserisse em uma ameba, ela codificaria os mesmos aminoácidos. Essa surpreendente semelhança é uma forte evidência de descendência evolutiva de um ancestral comum.
Outras semelhanças

Os organismos unicelulares e multicelulares têm membranas celulares construídas a partir de uma classe de moléculas chamadas fosfolipídios; essas membranas celulares também incorporam proteínas e esteróis (embora a identidade desses esteróis e proteínas obviamente varie amplamente). Organismos unicelulares e multicelulares transcrevem DNA em RNA e depois traduzem RNA em proteínas usando estruturas chamadas ribossomos. Finalmente, os organismos unicelulares e multicelulares devem obter energia e nutrientes para sustentar suas vidas e crescimento.