Hjuldjuren är små flercelliga djur som kan finnas i mycket höga tätheter i sötvatten. Flertalet arter är mindre än 0,5 mm och hos många arter kan hanarna vara mycket små, avsevärt mindre än 0,1 mm. Några arter är dock så stora att de kan ses av det mänskliga ögat. Många hjuldjur är cylinderformade med en huvudregion, en bålregion och en bakände som hos många arter avsmalnar i vad som brukar kallas en ”fot”. Foten kan ibland ha ”tår” och hos en del arter finns det körtlar på foten som utsöndras ett klibbigt klister med vars hjälp djuret kan fästa vid underlag. En del arter har skal som täcker en stor del av kroppen medan andra arter saknar skal. De kan då vara väldigt genomskinliga till glädje för den som i mikroskop vill observera hjuldjurens inre organ.
Många arter simmar fritt som plankton medan andra lever ett mer stillsamt och fastsittande liv, t.ex. i bottensedimentet, på vattenväxter, på stenar eller på andra föremål i vattnet. Hjuldjuren har fått sitt svenska namn av den krans av rörliga hår de har i huvudändan, det s.k. hjulorganet. När dessa hår, s.k. cilier, rör sig kan det ge intrycket av ett snurrande hjul. Hjulorganet används till att föra in en ström av födopartiklar mot munnen och av en del arter till att simma med. Arter som är knutna till olika typer av fasta underlag kan ofta förflytta sig genom att ömsom dra ihop och ömsom sträcka ut kroppen, ungefär som en daggmask eller igel.
Hjuldjur har några märkliga egenskaper som skiljer dem från många andra flercelliga djur. För det första har de s.k. cellkonstans, dvs. de föds med ett bestämt antal celler och sedan tillväxer de i kroppsstorlek enbart genom att cellerna blir större. Trots det begränsade antalet celler kan man ändå i mikroskop se att de har olika organ, t.ex. nervsystem, munhåla, svalg, mage, och reproduktionsorgan. För det andra är vissa hjuldjur mycket skickliga på att överleva extrema miljöförhållanden, t.ex. infrysning, uttorkning eller radioaktiv strålning. Slutligen fortplantar de sig i väldigt stor utsträckning genom jungfrufödsel. Nästan alla hjuldjur man hittar är därför honor. Hos vissa arter produceras enstaka hanar bara under en kort period av året men det finns många arter där man aldrig har hittat hanar och många arter tycks aldrig ha fortplantat sig sexuellt överhuvudtaget.
Hjuldjur har flera viktiga ekologiska funktioner. Genom att äta av bakterier, alger och döda partiklarna bidrar de till att rena vattnet. Det är därför inte förvånande att mängden hjuldjur kan vara mycket stor i reningsverkens bassänger. De har även samma funktion i sjövatten men här kommer de också att utgöra en viktig länk i näringskedjan eftersom de själva äts av andra djur. Framför allt är det de frisimmande hjuldjuren som kan vara viktig åt t.ex. små kräftdjur och insekter och ibland även åt de allra minsta nykläckta fiskynglen.
En del hjuldjur har mycket bred ekologisk tolerans och finns därför i många olika typer av sjöar. Andra arter är mer känsliga för olika typer av miljöpåverkan. Antalet arter brukar därför vara lägre i t.ex. försurade sjöar och i sjöar som är utsatta för utsläpp av metaller och andra miljögifter.
På Virtue-skivor är det vanligt att hitta hjuldjur som kryper omkring och även en del fastsittande arter kan påträffas.