它既不像动物细胞一样没有细胞壁，也与植物细胞的细胞壁大不相同。硅藻的细胞壁由大量的硅质组成，分为上下两部分组成，上面的盖叫上壳，下面的底叫下壳，上壳套住下壳，并且上下壳面上纹饰图案非常精美。如同透明的水晶箱，或者好比一间精致的玻璃小屋。从16世纪显微镜下发现的这些颇具魅力的小生物后，科学家们耗费了许多的笔工来描绘这些绚丽的玻璃壳。
硅藻靠太阳光和吸收水中的无机物生活。每到春季来临，明亮而温暖的阳光使这些微小的植物苏醒过来。
优越的自然条件，给浮游植物的生长带来良好的时机，于是，它们迅速繁殖。没有过多久，就铺满了广阔的水面……没有阳光，硅藻不能生存，所以它们大多生活在阳光充足的水体表层。那么硅藻自身又不能运动，它们有使自己呆在表层而不沉到水底去的本领吗？有！你看，它们当中有些长得体态轻盈，身体里90％以上充满水分；另一些则长了许多突起物和刚毛，长成球形，或者长得像降落伞，尽量扩充身体的表面积，以便增加浮力或摩擦力，使它们毫不费力就可长期漂浮在水中。
硅藻为什么要住在海洋的玻璃屋里呢？据科学家们研究发现，这些漂亮可爱的外壳实际上与他们的功能是紧密相连的。五六千万年前地球大气层内的二氧化碳越来越低，硅藻便把自己装在玻璃容器里，因为这样能帮助在容器的空间内浓缩到足够的反应物质。另外玻璃壳上那些微孔与细微的纹路让硅藻产生了一些比平滑表面更多的表面积，这些表面积让硅藻的光合作用更有效率。
因为演化出这个玻璃壳才让硅藻成为地球上数量最成功的生物体。
硅藻的种类
由于硅藻对水质的适应能力各不相同，在20世纪初即已被用作水污染指示生物。直链藻属和桥穹藻属的一些种是多污带的指示种；冠盘藻、狭窄菱形藻、尖菱形藻等是甲型中污带的指示种；孟氏小环藻、钝脆杆藻、尖针杆藻、肘状针杆藻等是乙型中污带的指示种；羽纹脆杆藻、连结脆杆藻凸腹变种、长等片藻、冬季等片藻、窗格平板藻等是寡污带的指示种。
直链藻
直链藻属硅藻门、中心纲、圆筛藻目、圆筛藻科的一属。
种属分布：该属共有190种，中国有16种以上，如朱吉直链藻。
形态特征：细胞圆球形、圆柱形或圆桶形。壳面网形，偶有呈椭圆形的。常相连成长直链，故称直链藻。壳周无射出刺，但有的有刺刺入邻胞，与链轴平行，是分种特征之一。壳面有射出状排列的孔纹或点纹。壳外套常发达。壳环或有环纹。细胞内有很多小片状的或几个树叶状的色素体。
生活习性：以附着生活为主，也有少数浮游的。海水、淡水和半咸水中都有，也有化石种类。
繁殖：产生休止孢子进行无性生殖、有性生殖产生复大孢子。
小环藻
小环藻属是硅藻门、中心纲、圆筛藻目、圆筛藻科的一属。
形态特征：细胞圆盘形，很少呈椭圆形。壳面构造分成两圈：外圈有向中心的带条纹或条状纹，有时有小刺；内圈即中央部分，平滑无纹，或有向心排列的点纹，或有排列不规则的花纹。壳面平或有起伏，特别在中央部分。色素体多，小盘形。有复大孢子。细胞单独生活，或2～3个相连在一起，或包埋于自身分泌的胶质管内。
种属分布：该属共110种，中国有11种以上，如扭曲小环藻。多生活于淡水，海水中也有。底栖或浮游。
也有化石的种类。
根管藻
根管藻是硅藻门根管藻科的一属。细胞直，扁圆柱形，或稍弯。细胞常以其壳面的一个突起，或一个小刺，进入相连的细胞内相连成链状。也有单独生活的。常见的面为壳环面，壳环面上的次级相连带（或称间板）呈鳞状或环状，是分种根据之一。色素体多，小盘状。该属55种，中国有18种以上。大多浮游，海产，淡水产的很少。如距端根管藻。本属藻类是鱼类等的食料。依化石记录约出现在2000万年前。
羽纹藻
羽纹藻是硅藻门、羽纹纲、舟形藻目、舟形藻科的1属。
形态特征：壳面长椭圆形至舟形，两侧平行，但也有中部膨大，或呈对称的波浪状。两端圆，壳缝在中线上，直或扭曲，到末端呈分叉状。壳面花纹由肋纹组成。
肋的中部内侧有一椭圆形小孔，与细胞内部相通。肋纹在中部平行或射出状，在壳端为会聚状。有中节和端节。
羽纹藻属与舟形藻属相近，除细胞体型外，主要区别在于羽纹藻花纹由肋条组成，而舟形藻为点条纹。
种属分布：本属共有250种，中国有35种以上，如微绿羽纹藻。细胞常单独自由生活，淡水、半咸水、海水都有。如以种类来讲，淡水多于海水，也有少数浮游于水中。有化石种类。
双菱藻
双菱藻是硅藻门、羽纹纲、双菱藻目、双菱藻科的1属。
种属分布：该属共有300种，中国有27种以上。海水、半咸水、淡水中都有，单独生活。也有化石种类。
形态特征：壳面楔形、卵形、椭圆形或长方形。一般扁平，也有扭转的。中线上有无纹区，也称拟壳缝。
花纹为横肋纹，肋纹间还有横线纹，左右对称。壳环面一般扁平，可见管壳缝在翼状船骨突上。每细胞只有一个色素体，有性复大孢子由两个配子接合而成。
舟形藻
舟形藻是金藻门、羽纹纲、舟形藻目、舟形藻科的一属。
形态特征：细胞舟形至椭圆形，中部宽两端尖，有些略有变化。壳面中线上有壳缝，能自由行动。除纵轴左右对称外，横轴和壳环轴（一个壳面的中央至另一壳面的中央）也是左右对称。纵轴最长，横轴短，壳环轴一般短于横轴，壳面花纹左右对称，一般都呈点纹。壳的中央有中央节，两端各有端节一个，均向壁内凸出，起加强硅质胞壁的作用。没有船骨突。色素体每细胞2～4个。有复大孢子。色素体每细胞2～4个，板状或块状。该属和羽纹藻属的主要区别是该属的花纹为横线纹或点纹，无肋纹。
种属分布：该属是硅藻门种类最多的一个属，有1850种，中国有100多种，如直舟形藻种。细胞单独生活，也有少数群居于自己分泌的胶质管内。各种水域中均有。本属最早发现于新生代第三纪古新世，其古老种类中尚有两个种，一直生活到现在。
硅藻的主要特征
植物是淡水和海水中浮游生物的主要构成者之一。
单细胞，或彼此相连成各式群体。
细胞壁：由2个套合的硅质半片组成，外面稍大，为上壳，里面稍小的称下壳。上、下壳的正面称壳面，侧面称带面或环带面。上、下壳相套合的部分称连接带。
有些种类的壳面具有壳缝，可以在水中运动。有些具壳缝的种类在细胞壳面两端各有一极节，中央有一中央节，为细胞壁增厚的部分。
细胞核：每细胞1核。
鞭毛：营养细胞无鞭毛；某些种类的精子具1～2条9＋0型的鞭毛。
光合色素：含叶绿素a 和叶绿素c，以及较多的褐色素，色素体黄褐色。
硅藻的植物体单细胞或连接成丝状体、群体。细胞壁是由2个套合的半片组成，称半片为瓣。硅藻的半片称上壳（在外）、下壳（在内），上下壳均有一凸起的面称壳面。侧面或壳边是两个瓣套合的地方，环绕1周称环带。上壳和下壳都是由果胶质和硅质组成的，没有纤维素。载色体一至多数，小盘状、片状。色素主要有叶绿素a、计绿素c，β-胡萝卜素、α-胡萝卜素和叶黄素。叶黄素类中主要含有墨角藻黄素，其次是硅藻黄素和硅甲黄素。藻体呈橙黄色、黄褐色。同化产物为金藻昆布糖和油。细胞核1个。营养体无鞭毛。精子具鞭毛，为茸鞭型。
硅藻的繁殖方式
硅藻常用一分为二的繁殖方法产生。分裂之后，在原来的壳里，各产生一个新的。盒面和盒底分别名为上、下壳面。壳面弯伸部分名壳套。上下壳套向中间伸展部分，称相连带。上下相连带总称为壳环，这个面称壳环面。
有些种类，如根管藻，在壳环面细胞壁上还有很多次级相连带，或称间板。细胞质和一般植物细胞相似。生殖方法有形成复大孢子、小孢子和休止孢子等。
营养生殖
营养生殖为硅藻最普通的一种生殖方式。分裂初期，细胞的原生质略增大，然后核分裂，色素体等原生质体也一分为二，母细胞的上、下壳分开，新形成的两个细胞各自再形成新的下壳，这样形成的两个新细胞中，一个与母细胞大小相等，一个则比母细胞小。这样连续分裂的结果，个体将越来越小。这在自然界和室内培养的硅藻可见到。
复大孢子
硅藻细胞经多次分裂后，个体逐渐缩小，到一个限度，这种小细胞不再分裂，而产生一种孢子，以恢复原来的大小，这种孢子称为复大孢子。复大孢子的形成方式有无性和有性两种。
（1）无性方式是由营养细胞直接膨大而成，如中心纲的变异直链藻。
（2）有性方式是通过接合作用，借助运动或分泌胶质使个体接近，然后包围于共同胶质膜内，进行接合。
小孢子
多见于中心硅藻的一种生殖方式，细胞核和原生质多次分裂，形成8、16、32、64、128个不等小孢子，每个小孢子具1～4条鞭毛，长成后成群逸出，相互结合为合子，每个合子再萌发成新个体。
休眠孢子
休眠孢子是沿海种类在多变的环境中的一种适应方式。休眠孢子的产生常在细胞分裂后，原生质收缩到中央，然后产生厚壁，并在上、下壳分泌很多突起和各种棘刺。当环境有利时，休眠孢子以萌芽方式恢复原有形态和大小。
硅藻的代表植物
小环藻属
硅藻的植物体单细胞，有些种以壳面互相连接成带状群体。细胞圆盘形或鼓形。带面平滑。载色体多个，小盘状。以细胞分裂进行繁殖，每个细胞产生1个复大孢子。
小环藻属属中心硅藻纲圆筛藻目。植物体单细胞，有些种以壳面互相连接成带状群体。细胞圆盘形或彭形。
壳面圆形，少数种椭圆形，边缘部有辐射状排列的线纹和孔纹，中央平滑或具颗粒。
小环藻属是海产或淡水产的浮游藻类，也有土生中，早春大量出现。
羽纹硅藻属
硅藻的植物体单细胞或接成丝状群体，壳面线状、椭圆形至披针形，两侧平行，极少数种两侧中部膨大或成对称的波状。壳面具两侧对称横向平行的肋纹。色素体两块，片状，位于细胞带面两侧，常各具1蛋白核。
羽纹硅藻属在淡水和海水中均有分布。
硅藻的生态意义与经济价值
硅藻的生态意义
浮游生物的个体虽然小得微不足道，却是水中原始食物的生产者，要是没有它们，水里的大生命恐怕也就无法生存了。
尤其是硅藻，营养丰富，容易消化，不仅浮游动物、小鱼小虾和贝类喜欢吃，许多大家伙，像鲸等又都以小鱼小虾等为食料。因此硅藻等浮游生物的多寡，明显地决定着鱼类的产量，这是无可置疑的了。每年春天，对虾和许多鱼类都喜欢来我国渤海、黄河口一带产卵，就是因为这里风平浪静，水温适宜，硅藻非常丰富的缘故。
有人估计，海豹长膘450克，需要消耗约0.5吨硅藻。
另外，据报道，浮游生物每年制造的氧气就有360亿吨，占地球大气氧含量的70％以上。由于硅藻数量又占浮游生物数量的60％以上，这样可以推算，假设现在地球上没有硅藻了，不用3年，地球上的氧气就耗干了。动物和我们人类也就都没法呼吸了。
硅藻死后，它们坚固多孔的外壳——细胞壁也不会分解，而会沉于水底，经过亿万年的积累和地质变迁成为硅藻土。硅藻土可被开采，在工业上用途很广，可制造工业用的过滤剂、隔热及隔音材料等等。我国山东山旺地区就出产大量的硅藻土。游泳池的主人将老化的硅藻壳拿来过滤水里的污染物质。诺贝尔奖的创始人Alfred Nobel 发现将不稳定的硝化甘油放入硅藻所产生的硅土后可以稳定地成为可携带的炸药。
硅藻的危害
海洋环境如果受到富营养污染或其他原因，常使某些硅藻如骨条藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海链藻等生殖过盛，形成赤潮，使水质恶劣，对渔业及其他水产动物带来严重危害。
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。
硅藻——水中艺术品
硅藻是水中有机物质初级生产者之一，它们的构造奇特，巧夺天工，呈现许许多多美妙的不可思议的花纹和图案，它们的身体却非常微小，一般小的仅有千分之几毫米，大的也不超过1～2毫米。在那清澈透亮的水滴中，隐藏着它们的身影，必须借助光学或电子显微镜才能窥探其尊容。别以为它们个体小，其实一个小细胞就是一个完整的生命体。当外界条件适宜，硅藻大量繁殖时，能使数万平方千米的海水改变颜色。水生动物的幼体以及鲻鱼、牡蛎、蛏、蛤……和肉眼不易看到的恒河沙数的浮游动物都直接地依靠吞食硅藻等这类小微型生物为生。俗话说“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，那么“虾米”吃什么？就是吃这样的一些小微型生物了。