Строение эвглены зеленой достаточно простое, напоминает строение всех растительных жгутиковых организмов. В клетке находится одно оформленное ядро, окруженное ядерной оболочкой. В цитоплазме находится множество хроматофоров - особых органоидов, содержащих необходимый для осуществления фотосинтеза пигмент хлорофилл и обеспечивающих возможность этого процесса. По ультрамикроскопическому строению хроматофоры напоминают хлоропласты в клетках высших растительных организмов. Эвглена зеленая способна к фотосинтезу только при наличии света. В условиях темноты представители вида переходят к гетеротрофному (сапрофитному) типу питания (сходство с животными организмами). Так называемый "глазок" (стигма) позволяет простейшему воспринимать свет. Регуляция осмотического давления и частично выведение продуктов жизнедеятельности осуществляется с помощью сократительной вакуоли. Жгутик - важный органоид клетки, с его помощью передвигается и питается эвглена зеленая.
Эвглену зелёную относят и к царству растений, и к царству животных, т.к. она включает в своей жизнедеятельности черты как одних, так других. К примеру, она питается автотрофно, в её теле имеется хлорофилл, благодаря которому она осуществляет процесс фотосинтеза, что характерно для растений. С другой стороны, как животное эвглена активно двигается и питается гетеротрофным способом - поедает мелких животных, одноклеточных водорослей. Если эвглена долгое время находится в темноте, то хлорофилл исчезает, и эвглена начинает питаться только гетеротрофным способом.