巨型阿米巴蟲是一種單細胞生物，直徑超過10釐米，可能是真正意義上最大的單細胞生物；有些課本中把鴕鳥蛋當作最大的單細胞，實際上鴕鳥蛋只能算不完整的細胞；另外，杉葉蕨藻雖然共用一個巨大的細胞，但是內部存在很多細胞核，本質上也不能算單細胞生物。
一個成年人的身體中，有40萬億~60萬億個細胞，絕大部分細胞的直徑只有幾十微米，難以用肉眼區分出來；人體中最大的細胞當屬女性的卵細胞，直徑可達200微米（0.2毫米），甚至可以用肉眼看到。
某些神經細胞很長，比如在人體內從脊椎底部到腳底的神經細胞，長度可達1米多，但也只是軸突長，直徑非常小。
在2011年，科學家在1萬米深的賽琳娜海淵中，發現一種奇特的單細胞生物——巨型阿米巴蟲；該生物的單細胞直徑可達10釐米，是人類目前發現真正意義上的單細胞生物。
巨型阿米巴蟲生活在黑暗、寒冷和超高壓的海水中，並適應了重金屬環境，人類最深在10640米處發現過該生物的存在，這是少數能在極端深海生存的生物之一。
在某些書籍中，可能會說到鴕鳥蛋是世界上最大的細胞，長度可達15釐米；我們從卵細胞的發育過程來看，哺乳動物的受精卵會逐一分裂，所以單個細胞是很小的，而鳥類的受精卵不會首先分裂，而是整體先發育成一個鳥蛋。
所以你要說鴕鳥蛋是最大的細胞，表面上也說得過去，但是從細胞的定義來看，鴕鳥蛋只能算是不完整的細胞，因為它不具備細胞的完整特徵和分裂功能。
在自然界中，還有一種叫杉葉蕨藻的水藻，高度可達30釐米，杉葉蕨藻特殊的結構使得整株共用一個巨大的細胞，但是在這個細胞內擁有很多細胞核，所以杉葉蕨藻並不是真正意義上的單細胞生物，只是在細胞之間沒有隔膜而已。
由於單細胞生物隨著尺寸的增加，體積呈三次方增加，而表面積呈兩次方增長，當體積和表面積之比過大時，單細胞生物吸收物質的速度將會供應不上，這也就限制了單細胞生物的體積上限。
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