Хлорелла (от греч. χλωρός, «зелёный» и лат. -ella — уменьшительный суффикс) — род одноклеточных зелёных водорослей, относимый к отделу Chlorophyta. Имеет сферическую форму, от 2 до 10 мкм в диаметре[источник не указан 1900 дней], не имеет жгутиков. Хлоропласты хлореллы содержат хлорофилл a и хлорофилл b. Для процесса фотосинтеза хлорелле требуются только вода, диоксид углерода, свет, а также небольшое количество минералов для размножения.
Очень распространённой является Chlorella vulgaris, постоянно встречающаяся массами в воде и в грязи луж, канав и прудов. Часто развивается она, а также родственная ей форма, Chlorella infusionum в лабораториях и домашнем быту в сосудах с водой или с растворами пепсина и сахара, покрывая зеленоватым налётом внутреннюю поверхность стекла.
Организация и цикл развития хлореллы состоят в следующем: вегетативное тело их состоит из одной шарообразной или овальной клетки с толстой оболочкой, которая, по мнению одних авторов (Brandt, Dangeard), состоит из целлюлозы, а по мнению других (Г.Энтц, Фаминцын, Аверинцев и др.) — из прозрачного студенистого вещества, лишённого целлюлозы. Такое разногласие во мнениях произошло в силу того, что иногда оболочка хлореллы не даёт типичного для целлюлозы фиолетового окрашивания от реактива хлорцинкиода, а потому вопрос этот остаётся пока открытым. Размеры шарообразных вегетативных клеток колеблются, по данным различных авторов, от 1,5 мкм до 12 мкм. В каждой такой клетке находится гомогенная протоплазма, очень маленькое ядро, прекрасно окрашивающееся гематоксилином, и лентовидный или округлый пластинчатый стенкоположный (пристенный) хроматофор с одним или, реже, с двумя пиреноидами. Г. Энтц описывал в клетках хлореллы ещё особые сократительные вакуоли, подобные таковым у хламидомонад, но позднейшими исследователями его утверждения были опровергнуты.
Бейеринк изучил питание хлореллы и нашёл, между прочим, что для добычи необходимого азота они нуждаются не только в пептоне, но и в каком-нибудь углеводе, например, в сахаре, а потому он причислил их к установленной им физиологической группе пептон-углеводных организмов.