Sonnentierchen oder Heliozoa (Heliozoen) verdanken ihren Namen den Axopodien, die sie von ihrem meist kugelförmigen Körper strahlenförmig nach allen Seiten ausstrecken. An diesen Strahlen laufen kleine Zytoplasmaklümpchen (Extrusome) auf und ab, ein sichtbares Zeichen der Zytoplasmaströmungen in den Axopodien. Innen werden sie durch einen Strang aus Mikrotubuli in hexagonaler Anordnung stabilisiert (Axonem). Kommt ein Beuteorganismus mit einem Axopodium in Berührung, bleibt er partiell gelähmt daran hängen und wird durch die Zytoplasmaströmung zum Körper transportiert. Man nimmt an, dass die Extrusomen an den Axiopodien, die sich bei Kontakt mit der Beute entleeren, an der Immobilisierung beteiligt sind. In Körpernähe wird die Beute dann vom Zytoplasma umflossen und landet so in einer Nahrungsvakuole. Dabei löst sich teilweise der mikrotubuläre Skelettstrang des Axopodiums auf, dessen Zytoplasma ist damit frei und kann sich an der Umhüllung der Nahrung beteiligen. Sonnentierchen fressen Flagellaten, Ziliaten, Algen, aber auch Rädertiere, Nauplien und sogar Ruderfußkrebse. Manche Arten können sich zu Fressgemeinschaften verbinden und dann auch größere Beute verdauen.

Meist erkennt man einen optisch etwas klareren Endoplasmakörper, der von einer granulierten und bisweilen blasig durchsetzten Ektoplasmaschicht umgeben ist. Die Abgrenzung ist nicht scharf. Der Durchmesser des Zellkörpers reicht von 8 µm bis 2,6 mm, wobei auch innerhalb einer Art die Individuengröße erheblich schwanken kann.

Die meisten Heliozoen schweben im bodennahen lockeren Detritus oder zwischen Fadenalgen und Wasserpflanzen. Einige wenige Arten sitzen mit Stielen auf Wasserpflanzen. Einige Arten, wie Actinophrys sol oder Actinosphaerium eichhorni sind nackt, viele andere verfügen über eine gallertige Hülle oder ein Skelett aus Platten oder Nadeln, die aus Silikat oder Chitin bestehen können. Gelegentlich gibt es auch durchbrochene Gehäuse aus mineralischem und/oder organischem Material. Weil eine dichte Hülle die Aufnahme von Beuteorganismen offenbar erschwert, findet man bei gepanzerten Heliozoen oft kokkale Grünalgen als Symbionten (Zoochlorellen), die durch Assimilation zumindest einen Teil der Nahrung liefern und auch selbst verdaut werden, wenn sich bei günstigen Lichtverhältnissen ein Überschuss entwickelt.

Es lassen sich zwei Unterordnungen unterscheiden: Die Centroheliden, bei denen die miktrotubulären Skelettstränge der Axopodien an einem zentralen Körperchen (dem Zentrosom) enden, sowie die Actinophrydien, bei denen die Axioneme an der Membran des zentral gelegenen Zellkerns enden.

Manchmal vereinigen sich zwei oder mehr Sonnentierchen zu einer Fressgemeinschaft, in der sie dann auch größere Tierchen überwältigen können. Später trennen sie sich wieder vollständig.

Schaut man durchs Mikroskop, scheinen die Sonnentierchen ziemlich bewegungslos dazuliegen. Wie auch schon im ersten Filmchen zeigt der Zeitraffer im folgenden Film allerdings, dass sie sich durchaus bewegen und auch herumwandern.

Im folgenden Film ein Sonnentierchen, das sich gerade teilt.