硅藻是一類具有色素體的單細(xì)胞植物，常由幾個或很多細(xì)胞個體連結(jié)成各式各樣的群體。硅藻的形態(tài)多種多樣。硅藻屬于不等長鞭毛類這一大類群，這一大類群既有自養(yǎng)生物（如金藻、巨藻）又有異養(yǎng)生物（如水霉）。黃棕色葉綠體是不等長鞭毛類的一個特征，這種葉綠體有四層膜。硅藻個體通常無鞭毛，但其雄配子具不等長鞭毛，同時與其他類群相比其鞭毛缺乏茸毛。

硅藻在食物鏈中屬于生產(chǎn)者。硅藻的一個主要特點是硅藻細(xì)胞外覆硅質(zhì)的細(xì)胞壁，硅質(zhì)細(xì)胞壁紋理和形態(tài)各異，但多呈對稱排列，這種排列方式可作為分類命名的依據(jù)，但是這種對稱并不是完全的對稱，因為硅藻細(xì)胞壁的一側(cè)比另一側(cè)略大一點，這樣才能嵌合在一起。

化石遺跡顯示，硅藻最遲起源于早侏羅紀(jì)時期。硅藻是一類最重要的浮游植物，分布極其廣泛，不管是海洋、淡水、泥土及潮濕的表面上均可發(fā)現(xiàn)。在世界大洋中，只要有水的地方，一般都有硅藻的蹤跡，尤其是在溫帶和熱帶海區(qū)。因為硅藻種類多、數(shù)量大，因而被稱為海洋的“草原”。硅藻一直以來是一種重要的環(huán)境監(jiān)測指示物種，常被用于水質(zhì)研究。海洋環(huán)境如果受到富營養(yǎng)污染或其它原因，常使某些硅藻如骨條藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海鏈藻等生殖過盛，形成赤潮，使水質(zhì)惡劣，對漁業(yè)及其它水產(chǎn)動物帶來嚴(yán)重危害。有些硅藻（如根管藻）生殖太盛并密集在一起，可阻礙或改變鯡魚的洄游路線，降低漁獲量。

硅藻是魚、貝、蝦類特別是其幼體的主要餌料，它與其他植物一起，構(gòu)成海洋的初級生產(chǎn)力。 硅藻還是形成海底生物性沉積物的重要組成部分，經(jīng)過漫長的年代，那些在海底沉積下來的以硅藻為主要成分的沉積層，逐漸形成了經(jīng)濟(jì)價值極高的硅藻土。硅藻土可被開采，在工業(yè)上用途很廣，可制造工業(yè)用的過濾劑、隔熱及隔音材料等等。硅藻土不但含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，而且還能完好地保存動植物的遺體，在古生物學(xué)研究領(lǐng)域具有重要意義。

有人認(rèn)為，地球上有機(jī)物質(zhì)中的3/4是來自于硅藻和藻類的光合作用。在地球上，硅藻數(shù)量占據(jù)浮游生物數(shù)量的60%以上。浮游生物每年制造的氧氣有360億噸，占地球大氣氧含量的70%以上，這樣可以推算，假設(shè)現(xiàn)在地球上沒有硅藻了，不用3年，地球上的氧氣就耗干了，動物和人類也就都沒法呼吸了。

硅藻在科研技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究也是非常廣泛的。從2007年起，喬治亞技術(shù)研究所的研究人員就開始開發(fā)一項用基因工程改造偽矮海鏈藻的技術(shù)，希望用其來創(chuàng)造一種新的硅結(jié)構(gòu)，通過用基因復(fù)制的技術(shù)來研究硅藻構(gòu)建復(fù)雜硅質(zhì)細(xì)胞的過程，研究者最終的目的是要找到一項在實驗室中制造納米材料的技術(shù)。

在人類發(fā)明硅基太陽能電池之前，自然界中的硅藻早就開始利用二氧化硅來收集太陽能。藻類外殼利用陽光的構(gòu)筑是未來太陽能電池原材料和模型構(gòu)筑的最佳供體。挪威科技大學(xué)和挪威科技工業(yè)研究院組成斯堪迪納維亞半島最大的跨學(xué)科團(tuán)隊，正在利用硅藻和其他單細(xì)胞藻類作為未來太陽能電池研究的模板，來制造太陽能利用率與藻類媲美的硅藻太陽能電池。