単細胞遊泳性の生物群。緑色の葉緑体をもったミドリムシ (Euglena, ユーグレナ目) が有名だが、葉緑体をもたない捕食・吸収栄養性の種も多い。この葉緑体は緑色植物との二次共生に起因するものであり、二次共生はユートレプチア目とユーグレナ目の共通祖先で起こったらしい。淡水から海水まで水域に普遍的。Euglena gracilis は実験材料としてよく用いられる。

細胞外被をもたないことが多いが、Trachelomonas (ユーグレナ目) は鉄やマンガンが沈着したロリカをもつ。ユーグレナ藻綱の最大の特徴はペリクルとよばれる細胞膜直下にある構造であり、縦列（またはらせん列）するタンパク質性のペリクル板と微小管列からなる。このペリクル板の数が多く互いに滑り運動をする可動性の種ではユーグレナ運動とよばれる特異な細胞運動を行う。ただし Petalomonas (スフェノモナス目) や Phacus (ユーグレナ目) のようにペリクル板の数が少なく滑り運動を行わないものはユーグレナ運動をしない。捕食性の種では微小管などで支持された特異な捕食装置をもつものが多い。原始的なものを除いて従属栄養種も貯蔵物質を β-1,3 グルカン (パラミロン) の形で細胞質内に貯蔵する。パラミロンはサプリメントとして商業的に利用されることがある。葉緑体は３重膜で囲まれ、主要補助光合成色素はクロロフィルb。光合成種 (および二次的な吸収栄養種の一部) は細胞頂端陥入部の側壁に沿ってカロチノイド顆粒からなる眼点が存在する。またこのような種では鞭毛の基部付近に感光部であるパラフラジェラボディーが存在する。