По одной из современных систем, они делятся на 12 отделов: красные, бурые, синезеленые, прохлорофитовые, золотистые, диатомовые, криптофитовые, динофитовые, желто-зеленые, эвгленовые, зеленые и харовые. Всего известно около 30 000 видов водорослей.

Наука о водорослях называется альгология или фикология, и ее рассматривают как самостоятельный раздел ботаники.

Окраска водорослей, как уже говорилось, весьма разнообразна — красная, зеленая, розовая, оранжевая, почти черная, фиолетовая, голубая и т. д. Обусловлено это тем, что одни водоросли содержат только хлорофилл (зеленый пигмент), а другие — еще и ряд других пигментов, окрашивающих их в различные цвета.

Водорослям в целом свойственна широкая амплитуда солеустойчивости, но конкретные виды в большинстве своем стеногалинные, то есть способные обитать лишь при определенном значении солености. Эвригалинных видов водорослей, которые могут существовать при разной солености, сравнительно немного.

А вот что касается температурной устойчивости, то водорослям свойственны очень широкие ее диапазоны. Например, некоторые их виды прекрасно себя чувствуют как в горячих источниках, так и вблизи поверхности льда.

По отношению к температуре среди водорослей выделяют эвритермные виды, существующие в широком температурном диапазоне (например, зеленые водоросли), и стенотермные, приспособленные к очень узким температурным зонам. К стенотермным относятся, например, криофильные (холодолюбивые) водоросли, растущие только при температуре, близкой к 0 °С и термофильные (теплолюбивые) водоросли, которые погибают при температурах ниже +30 °С.

Как известно, планктон — это совокупность организмов, населяющих толщу воды континентальных и морских водоемов, которые не могут противостоять переносу течениями (то есть, они как бы парят в воде). В состав планктона входит фитопланктон.

Фитопланктоном называют совокупность свободно плавающих в толще воды мелких, преимущественно микроскопических растений, основную массу которых составляют водоросли. Фитопланктон населяет только поверхностный слой воды с достаточной для фотосинтеза освещенностью.

Суммарная биомасса фитопланктона невелика по сравнению с биомассой зоопланктона — соответственно 1,5 миллиарда тонн против 20 миллиардов тонн. Однако из-за быстрого размножения его продукция в Мировом океане составляет около 550 миллиардов тонн в год, что почти в десять раз больше суммарной продукции всего животного населения океана.

Фитопланктон — основной продуцент органического вещества в водоемах, за счет которого существуют водные животные и некоторые бактерии. Фитопланктон является начальным звеном большинства пищевых цепочек в морях и океанах.

Для простоты водоросли условно делятся на пять больших групп: сине-зеленые, зеленые, диатомовые (желто-бурого цвета), бурые и красные.

Наиболее простое строение у сине-зеленых и диатомовых водорослей. Им свойственны только одноклеточные, колониальные или нитчатые формы. Диатомовые водоросли снаружи покрыты панцирем из кремнезема, состоящим из двух половинок, надетых одна на другую, как крышка на коробку. Сине-зеленые водоросли чаще всего встречаются в пресных водах, но есть виды, обитающие и в морях. Обычно эти водоросли поселяются на скалах и камнях у морского берега в полосе прибоя. Особенно много таких водорослей в бухтах, портах, в местах, загрязненных органическими веществами, близ стоков городских отработанных вод.

В Красном море живет сине-зеленая водоросль триходесмиум. В период массового развития эта водоросль приобретает красный оттенок, краснеет и вода в море, которое поэтому и называется Красным. Некоторые сине-зеленые водоросли относятся к группе сверлящих водорослей. Они так мелки, что едва различимы невооруженным глазом. Сверлящие водоросли выделяют едкие кислоты, растворяющие известь. Они селятся на известняковых поверхностях — на скалах, камнях, створках моллюсков и домиках червей, протачивая в них густую сеть тонких каналов. Живут такие водоросли на различной глубине, до 40 метров от поверхности моря. Могут жить они на прибрежных скалах в полосе прибоя, где довольствуются брызгами волн. К сверлящим относятся также и отдельные виды зеленых водорослей.

Зеленые водоросли имеют одноклеточные и многоклеточные формы. Они селятся в пресных водах, а в морях — около устьев рек или источников. Нитчатые зеленые водоросли кладофора и хэтоморфа обычно живут близ берега и нередко к концу лета так разрастаются, что заполняют, как тина, всю прибрежную толщу воды.

Недалеко от морского берега встречается водоросль ульва (или морской салат). Ее листовидные зеленые пластинки похожи на лопух. Обычная их ширина — 20–30 см, но попадаются и гигантские экземпляры с шириной пластинок до полутора метров. Крупные размеры водоросли объясняются большим содержанием питательных веществ в иле.

Ульва поселяется в загрязненных участках моря и очищает воду от избытка растворенных в ней органических веществ.

Бурые и красные водоросли значительно более высоко организованы по сравнению с зелеными. Одноклеточных форм у них почти нет. Бурые водоросли можно увидеть во всех морях, наиболее крупные из них — ламинарии и фукусы — обитают преимущественно в холодных арктических и антарктических водах. Строение, форма и размеры бурых многоклеточных водорослей разнообразны. Растут они, прикрепляясь тонкими бесцветными нитями (ризоидами) к скалам и камням, в неглубоких прибрежных зонах. Некоторые из них поселяются на других водорослях. У морских берегов на глубине от 10 до 25 метров бурые водоросли образуют подводные «леса». В наших северных и дальневосточных морях широко распространена ламинария. Ее длина достигает 5 метров, длина листовидной пластинки — 0,5 метра. Ризоиды у ламинарии разветвленные, на конце каждого разветвления находится подушечка, плотно присасывающаяся к скалам и камням. Ламинарии — многолетние растения, «листья» их ежегодно сменяются. Эти водоросли богаты витаминами, содержат йод и сахар. Некоторые виды ламинарии съедобны.

Красные водоросли, или багрянки, так же как и бурые, очень разнообразны, но размерами далеко уступают им. Большинство красных водорослей прикреплено к скалам, ракушкам или к другим водорослям. Некоторые из них ведут паразитический образ жизни. Многие красные водоросли живут на глубине более 50 метров, в полумраке, где зеленые и бурые водоросли не выживают из-за недостатка света. Только некоторые виды этих водорослей могут жить и в верхних слоях моря. Чем глубже расположены заросли водорослей, тем больше встречается среди них багрянок. При этом у глубоководных багрянок красный цвет более ярок, чем у мелководных.

Более 50 % всей биомассы Мирового океана приходится на долю Тихого океана. Жизнь в этом океане представлена обильно и разнообразно, и по количеству видов и особей Тихий океан превосходит все другие океаны.

В Тихом океане, как и в других океанах, в холодных и умеренных зонах наблюдается меньшее видовое разнообразие, но большая численность особей каждого вида. В тропиках, наоборот, малочисленность каждого вида в отдельности перекрывается количеством представленных видов. Для сравнения: в холодном Беринговом море насчитывается около 50 видов прибрежных водорослей, а в теплых водах Малайского архипелага — более 800 видов. При этом общая масса водорослей Берингова моря намного превышает массу водорослей в водах Малайского архипелага.

Фитопланктон Тихого океана в основном состоит из микроскопических одноклеточных водорослей, насчитывающих около 1300 видов. В тропиках особенно распространены фукусовые (бурые) водоросли, крупные зеленые и красные водоросли, которые наряду с коралловыми полипами участвуют в образовании рифов.

В Тихом океане к юго-западу от Калифорнии далеко за экватор (почти до Гавайских островов) расположена водяная пустыня. В этом районе, профильтровав 300 миллионов литров воды, можно было бы набрать лишь литровую банку морских организмов.