Иры. Таллом водоросли выглядит как неветвящаяся нить, состоящая из одного ряда одинаковых клеток цилиндрической формы. Клетки относительно крупные, длина их может достигать у некоторых видов до 0,01 мм. Ширина нити спирогиры составляет от 5 до 200 мкм.
Оболочкой каждой клетки является целлюлозная клеточная стенка, покрытая снаружи слизью. Большую часть клетки занимает вакуоль с клеточным соком. На цитоплазматических тяжах, проходящих через вакуоль, подвешено одно ядро. В каждой клетке имеется по одному и более спирально закрученных хлоропластов, напоминающих ленты, расположенные в пристеночном слое цитоплазмы. Все спирогиры - автотрофы, синтезирующие органические вещества на свету в хлоропластах в процессе фотосинтеза.
Размножение. Размножение осуществляется бесполым (вегетативным) и половым (конъюгация) способом. При вегетативном размножении происходит фрагментация таллома с образованием молодых нитей спирогиры. При конъюгации в ходе слияния двух клеток разных нитей спирогиры образуется зигота. После формирования толстой оболочки зигота трансформируется в зигоспору, способную переживать неблагоприятные условия внешней среды, в частности зимний период. В этом случае весной после мейотического деления из зигоспоры образуются четыре споры, из которых только одна прорастает в новую нить водоросли, остальные погибают. Только зигота и зигоспора диплоидные, другие стадии развития гаплоидные.
Спирогира считается классическим объектом в изучении строения клетки водоросли из-за больших размеров клеток и ясности их структуры. Это наиболее изученное водное растение.