Tek hücreli organizmalar tipik anlamda nefes almazlar, ancak oksijenin difüzyon sürecinde hücre zarına girmesine izin vererek solunum yaparlar. Çok küçük oldukları için organları yoktur. çok hücreli organizmalar gibi nefes almak için gözenekler ve girişler.
Tüm organizmaların hayatta kalabilmek için bir tür solunum gerçekleştirebilmeleri gerekir. Organizmanın oksijenden mi yoksa başka bir gaz türünden mi kaynaklandığı, organizmaya bağlıdır, ancak işlem aynıdır. Tüm hücrelerin kullandığı ATP formunda üretilecek enerjinin bir çeşit gaz değişimi olması gerekir. Tek hücreli organizmalar ekstra gazlarını hücre duvarı boyunca aktarabilirler ve hayatta kalmalarına yardımcı olmak için oksijen ve diğer gazları alabilirler.
Yeryüzünde tek hücreli organizmalardan daha büyük olan ancak yine de oksijenlerini aynı şekilde alan bazı hayvanlar var. Örneğin balıkların nefes almalarını sağlayan solungaçları vardır. "Soludukları" sudan gelen oksijen solungaçlarına aynı şekilde girer ve oksijen tek hücreli bir organizmaya girer. Daha sonra balık vücudundaki gereksiz gazlarla değiştirilir. Bütün hayvanlar bu şekilde çalışmaz, ancak tek hücreli organizmaların organizmalarla hiçbir şekilde ilişkili olmayan aynı şekilde soluyabilen bazıları vardır.
