硅藻是一类最重要的浮游植物。硅藻分布极其广泛，在世界大洋中，只要有水的地方，一般都有硅藻的踪迹，尤其是在温带和热带海区。因为硅藻种类多、数量大，故而被称为海洋的草原。
浮游植物遍布整个海洋的上层，这是因为透入海水的阳光迅速地随深度而衰减。到了一定深度，海洋已是一片黑暗的世界，阳光不能穿透海水到达这里，所以也就没有利用光来进行光合作用的藻类。而一些底栖型的藻类，由于生活在海洋靠近大陆边缘的浅水处，所以虽然长在水底，仍能利用微弱的阳光生存。硅藻也可分为浮游型和底栖型两大类。前者主要生活在潮间带，即大陆边缘的浅水处，后者则包括全部或部分生活空间处于光照层中的浮游种类。
硅藻是一类具有色素体的单细胞植物，常由几个或很多细胞个体连结成各式各样的群体。硅藻形态多样，有圆形、椭圆形，也有三角形和多角形等，更有两侧对称和中心对称种类，如舟形、梭形、弓形、S形等。硅藻的细胞壁由硅质和果胶质构成，成为坚硬的外壳，壳分上、下两个，如带盖的小盒子一样套在一起。据科学家研究，硅藻壳面的花纹在显微镜下放大观察，各具形态，其花纹的多样、别致、精美程度，恐怕连我们人类的建筑师、艺术家也叹为观止、自愧弗如。硅藻细胞壁形成花纹的原因，是由于细胞壁向内凹入，因而形成各种不同的结构层次的缘故。
硅藻的色素包括叶绿素a、c1、c2，以及胡萝卜素，硅甲黄素和墨角藻黄素等。硅藻通过色素，主要是叶绿素，进行光合作用。它吸收阳光和水中的CO2和无机盐类，并把这些转化为碳水化合物和氧气。其中碳水化合物是一些多糖有机物，这些有机物是海洋食物链的第一环节，也是海洋生产力的基础。
硅藻是鱼、贝、虾类，特别是其幼体的主要饵料。它与其他植物一起，构成海洋的初级生产力。
硅藻还是形成海底生物性沉积物的重要组成部分。硅藻死亡之后的硅质外壳，大量沉积在海底，形成硅藻软泥，这种软泥在寒带海中最多，其沉积层最厚可达200米。据海相沉积层的分析表明，硅藻土中含有83.2%的氧化硅。硅藻土在工业上用途很广，可以作为建筑、磨光等材料，过滤剂、化学方面的吸着剂，造纸、橡胶、化妆品和涂料等的填充剂，以及保温材料等；同时硅藻土对地层的历史及古海洋环境的研究也提供了重要资料。
海洋污染物质，包括一些碳氢化合物、有害重金属、有机氯，以及放射物质等，经过硅藻的吸附、吸收和积累，又经过海洋食物网的传递、扩大，直接或间接损害海洋生物资源的开发利用，并对人类健康带来危害。