草履虫全身长满纵行排列的纤毛，纤毛和鞭毛的结构基本相同。草履虫一般呈长圆筒形，前端钝圆，后端宽而略尖，形状似倒置的草鞋，草履虫也是因此得名。

虫体的表面为表膜，由3层膜组成，起到缓冲和保护作用，里面的细胞质分化为内质与外质。每一根纤毛从位于表膜下的一个基体发出来，整个表膜下的基体由纵横连接的小纤维连接成网，起到协调纤毛活动的作用。草履虫的形态结构表膜下的外质中有一排小杆状的囊泡结构，与表膜垂直排列，叫做刺丝泡，开口于表膜上，当虫体遇到刺激时，刺丝泡射出其内容物，遇水形成细丝。如用5%亚甲基蓝、稀醋酸或墨水刺激时，可见放出刺丝。一般认为刺丝泡具有防卫和捕食的作用。

草履虫是一种身体很小、圆筒形的原生动物。

最常见的是尾草履虫，体长只有80～300微米。因为它身体形状从平面角度看上去像一只倒放的草鞋底而叫做草履虫。草履虫全身由一个细胞组成，身体表面包着一层膜，膜上密密地长着许多纤毛，靠纤毛的划动在水里运动。它身体的一侧有一条凹入的小沟，叫“口沟”，相当于草履虫的“嘴巴”。

口沟内的密长的纤毛摆动时，能把水里的细菌和有机碎屑作为食物摆进口沟，再进入草履虫体内，供其慢慢消化吸收。残渣由一个叫肛门点的小孔排出。草履虫靠身体的外膜吸收水里的氧气，排出二氧化碳。

常见的草履虫具有两个细胞核：大核主要对营养代谢起重要作用，小核主要与生殖作用有关。