硅藻是藻类植物的一门，广泛分布于淡水、海水和半咸水中，几乎所有的水体都有硅藻的分布，主要生活在淡水、海水和湿土上。硅藻是海洋浮游植物的主要组分，是海洋初级生产力的主要贡献者，是鱼类和无脊椎动物的重要饵料，在中国沿海贝类的饲养中，硅藻是首选饵料。硅藻死后，遗留的细胞壁沉积成硅藻土，它是工业的重要原料，呈白色或浅黄色。硅藻土的主要矿物成分是蛋白石，质软而轻，多孔，易磨成粉末，有极强的吸水性，易溶于碱，不溶于酸，是热、声和电的不良导体，是优良的轻质、绝缘、隔音的建筑材料。藻体内分解的脂肪物质是形成石油的原料之一。硅藻也是形成赤潮的主要藻类之一。

硅藻的化石记录始于侏罗纪，在白垩纪和第三纪硅藻发展到了鼎盛时期，大量海相硅藻土沉积就来源于白垩纪时期。经历漫长的历史进化后，硅藻仍停留在单细胞及单细胞连接成的群体阶段，硅藻创造了其他藻类中完全找不到的细胞形式，但也因为这一细胞形态，限制了硅藻的继续进化发展。

根据硅藻所含的色素，推测其与金藻、褐藻的亲缘关系较为密切。它们的载色体都含有叶绿素a、叶绿素c和墨角藻黄素。但硅藻特殊的细胞结构及运动方式又与金藻门、褐藻门有很大区别。从细胞壁的构造上，认为硅藻门与黄藻门相近，它们都是由两个半片套合组成的，但两者营养体的倍性又完全不同，硅藻为二倍体，是具叶绿素a、叶绿素c的类群中较特殊的一类。硅藻营养体没有鞭毛，但某些种类生殖细胞具鞭毛，如中心藻纲直链藻属（Melosira）出现有鞭毛的雄配子。又如根管藻属（Rhizosolenia）和菱形藻属（Nitzschia）的细胞分裂时出现伸缩泡、胞口、胞咽等鞭毛藻类所具有的结构，因而没想硅藻可能是从含有叶绿素a、叶绿素c的具鞭毛藻类发展而来的。

硅藻普遍分布于淡水、海水中和湿土上，为鱼类和无脊椎动物的食料。约11000种，大多水生，几乎在所有的水体里都生长，只有极少数生活在陆地潮湿处。

硅藻门包含数目极多的单细胞及群体性藻，其细胞结构与其他藻类有明显区别。一是细胞壁由两个似培养皿的半壁套合而成；一是细胞壁的成分高度硅质化，并形成有物种特征性的各种结构。

硅藻细胞内有1个到数个色素体，在色素体中含有叶绿素a、叶绿素c1、胡萝卜素、δ-胡萝卜素、ε-胡萝卜素、硅甲藻素、硅黄素和岩藻黄素。同化产物（贮藏物质）为金藻昆布糖、油和异染小粒（ volutin）。

硅藻繁殖最普遍的方式是细胞分裂，也可通过产生小孢子、休眠孢子和复大孢子（有性繁殖）等方式来繁殖。

硅藻最典型的特征是它们细胞壁的主要成分及结构。其细胞壁由硅质（silica）和果胶组成，无纤维素，通常称为硅藻壳（ frust ule）。硅藻壳由大小差不多的两个半片（又称为瓣）套合而成，其中形状较大、套在外面的半片称为上壳（ epitheca），形状较小、位于里面的半片称为下壳（ hypotheca）。两个半片套合的面环状围绕细胞一周，称为带面或环面（ gridlc），套合重叠的部分称为环带（ gridle band）。瓣的顶面和底面称为壳面（valve），壳面上具有辐射对称或两侧对称的各种花纹，有的还具有如刺状、毛状等壳面附属物，称为突起（ process），突起的主要功能是保证邻近细胞相互连接以利于形成群体。有些种类的上、下壳面中央各具有1条长的纵裂缝，即壳缝（ raphe），有些种类仅某一壳面具1条壳缝，壳缝与硅藻的运动有关，运动的原因可能是原生质环转流动所致。具壳缝种类的细胞常在中央增厚形成中央节，在两端增厚形成极节。有时壳缝纵沟呈管状，称为管纵沟。

硅藻为真核生物。细胞单核，球形或卵形。中央有大液泡，载色体一至多数，四层膜围成小盘状、片状，有或无蛋白核。

硅藻无性繁殖是通过简单的细胞分裂进行的，由一个母细胞直接分裂产生两个子细胞。分裂时，母细胞原生质变大，并沿着与瓣面平行的方向一分为二。其内细胞核、载色体、蛋白核等也随着分裂，上、下两壳略为分开但并不分离。一个子原生质体居于母细胞的上壳，另一个子原生质体居于母细胞的下壳，然后母细胞两壳分开，分别成为两个子细胞的上壳，同时子细胞由各自原生质体分泌壁物质形成一个新的下壳。细胞分裂的结果是一个子细胞和母细胞等大，另一个则比母细胞小，进行多代分裂后，只有小部分子细胞的体积与母细胞等大，大部分子细胞朝着体积不断缩小的方向发展，这样的发展趋势是不利于种系延续的。当细胞体积缩小到一定的程度时，硅藻通过有性生殖方式产生复大孢子（ auxospore）来恢复其大小。

复大孢子的产生、配子的形成及融合都是多样化的。将要接合的两个硅藻，借运动或分泌胶质而相互靠近，然后两细胞内的核各自进行一次减数分裂，形成4个子核。原生质也分成两半，形成大小不等的两个配子，每个配子有两个核，其中一个核后来退化消失。由不同细胞产生的配子脱离母细胞壁，两两结合形成两个复大孢子，并发育成两个新的植物体。

硅藻种类很多，约有16000种，按《中国淡水藻志》硅藻门的分类系统，依据壳面花纹的不同分为2纲。

（1）中心藻纲（Centricae） 壳面圆形、三角形、多角形等，壳面花纹自中央一点呈辐射对称排列，无壳缝，海水产为主，淡水种类很少，又分3目：圆筛藻目（Conscinodiscale）、根管藻目（ Rhizoleniales）和盒形藻目（Biddulphiales）。常见属有小环藻属（Cvllotella）、直链藻属（Melosira）和根管藻属（Rhizosolenia）。

（2）羽纹藻纲（Pennatae） 壳面线形、披针形、舟形、菱形等，壳面纹饰多呈两侧对称，为点纹、线纹或肋纹，带面多数长方形，具假壳缝或壳缝。淡水产为主，又分5目：无壳缝目（ Araphidionales）、单壳缝目（Monoraphidiales）、拟壳缝目（Raphidionales） 、双壳缝目（ Biraphidinalcs）和管壳缝目（AulonoraphiclinaIes）。常见属有脆杆藻属（Fragillaria）、桥弯藻属（Cymbella）、双菱藻属（Surirella）、舟形藻属（Navicula）和羽纹藻属（Pinnularia）等。

隶属中心藻纲圆筛藻目。植物体为单细胞，有些种类以壳面互相连接成疏松的链状群体。壳面圆形，少数种椭圆形，纹饰有边缘区和中央区之分，边缘区有辐射状排列的线纹或肋纹，中央区平滑或具点纹、斑纹。载色体小盘状，多数。以细胞分裂进行繁殖，每个细胞产生一个复大孢子。

本属约40种，广泛分布于淡水中，少数种类海生，尚有少数气生。

隶属羽纹藻纲双壳缝目。植物体为单细胞或连接成带状群体。壳面线形、椭圆形至披针形，两侧平行，少数种两侧中部膨大或呈对称的波状，壳面两侧具横肋纹，中轴区宽，有时超过壳面宽度的1/3．壳缝发达，直或弯曲，具中央节和极节；带面长方形．载色体片状，2块，各具一蛋白核。

本属约200种，分布于淡水、半咸水、海水中。是硅藻中种类最多的属之一。

硅藻广泛分布于淡水、海水和半咸水中。硅藻是海洋浮游植物的主要组成者，是海洋初级生产力的一个重要指标。

鱼池清塘排水后，往往最先生殖的是菱形藻、小环藻等硅藻。这类既能浮游又能底栖（附生）的兼性浮游植物，大量发生可能与浅水、光照好及清塘后，水中硅酸盐含量丰富有关。硅藻在季节上，一年四季春、夏、秋、冬都能形成优势种群。有明显的区域种类，受气候、盐度和酸碱度的制约。有的种可作为土壤和水体盐度、腐殖质含量和酸碱度的指示生物。

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。

硅藻土的主要成分是二氧化硅，是由1万～2万年前死亡的硅藻遗体堆积而成。硅藻无色，但硅藻土为淡黄色或浅灰色，质地软而轻，表面积较大，化学性稳定，是工业的重要原料。硅藻泥是一种以硅藻土为原料，添加多种材料制成的建筑材料。它的颜色柔和，具有净化空气、防火阻燃、阻隔噪音、保温隔热、调节空气湿度等作用。

羽纹纲中的拟菱形藻属（Pseudo-nitzschia）约20余种，浮游，海生。本属是能产生软骨藻酸并能形成赤潮的唯一一属硅藻。软骨藻酸可导致人类及其他哺乳动物的死亡。

有些硅藻（如根管藻）生殖太盛并密集在一起，可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线，降低渔获量。