硅藻是一類具有色素體的單細胞植物，常由幾個或很多細胞個體連結成各式各樣的群體。硅藻的形態多種多樣。硅藻屬于不等長鞭毛類這一大類群，這一大類群既有自養生物（如金藻、巨藻）又有異養生物（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者。硅藻的一個主要特點是硅藻細胞外覆硅質的細胞壁，硅質細胞壁紋理和形態各異，但多呈對稱排列，這種排列方式可作為分類命名的依據，但是這種對稱并不是完全的對稱，因為硅藻細胞壁的一側比另一側略大一點，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現。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。因為硅藻種類多、數量大，因而被稱為海洋的“草原”。硅藻一直以來是一種重要的環境監測指示物種，常被用于水質研究。海洋環境如果受到富營養污染或其它原因，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，使水質惡劣，對漁業及其它水產動物帶來嚴重危害。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，構成海洋的初級生產力。 硅藻還是形成海底生物性沉積物的重要組成部分，經過漫長的年代，那些在海底沉積下來的以硅藻為主要成分的沉積層，逐漸形成了經濟價值極高的硅藻土。硅藻土可被開采，在工業上用途很廣，可制造工業用的過濾劑、隔熱及隔音材料等等。硅藻土不但含有豐富的營養物質，而且還能完好地保存動植物的遺體，在古生物學研究領域具有重要意義。

有人認為，地球上有機物質中的3/4是來自于硅藻和藻類的光合作用。在地球上，硅藻數量占據浮游生物數量的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，假設現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。

硅藻在科研技術領域的應用研究也是非常廣泛的。從2007年起，喬治亞技術研究所的研究人員就開始開發一項用基因工程改造偽矮海鏈藻的技術，希望用其來創造一種新的硅結構，通過用基因復制的技術來研究硅藻構建復雜硅質細胞的過程，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。

在人類發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筑是未來太陽能電池原材料和模型構筑的最佳供體。挪威科技大學和挪威科技工業研究院組成斯堪迪納維亞半島最大的跨學科團隊，正在利用硅藻和其他單細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。