冰藻在南极的固定冰区和浮冰区广泛存在，它是南极海洋初级生产力的重要承担者之一，甚至有时会成为初级生产力的主要因素。冰藻的生物量相当高，是海水浮游植物生物量的10～20倍，曾有人测得冰藻的最高数量为每升海冰含3700万个冰藻细胞。
冰藻依赖阳光进行光合作用，制造有机物，贮藏在细胞内，以此自养和供养其他生物。冰藻的营养十分丰富，据估计，100克硅藻细胞有机物可以产生2156焦耳热量，比巧克力产生的热量还要高。冰下取样和潜水观察发现，海冰下经常有桡足类和端足类浮游动物的聚集，它们可能是摄食从冰藻层中掉下来的冰藻。此外，海冰下也常有鱼类和其他动物出没，可能是为了栖息和捕食那里的浮游生物。
海洋浮游植物是南极海洋食物链的最初一环，而冰藻又是这最初一环的“种子”。当南极的冬季来临时，冰藻进入海冰，像种子一样，贮存在海冰中，安然无恙地度过漫长而昏暗的寒冬。夏季海冰融化时，将其释放出来，播种到海水中去。冰藻一进入海水就像出笼的鸟一样，逍遥自在，分外活跃。它充分利用短暂夏季的明媚阳光和海水的丰富营养，迅速生长、繁殖，顿时使碧蓝的大海变成绿棕色，从而招来了磷虾等摄食冰藻的浮游动物，同时，也招来许多捕食浮游动物的海鸟和海豹等大型动物。于是，一个庞大的浮冰区的食物链便由此产生。冰藻在南极海洋生态系中是冰区浮游动物的重要营养来源，是食物链中基础的一环。
冰藻对紫外线辐射有较强的自卫能力。近年来发现，南极上空出现臭氧亏缺现象，甚至出现臭氧洞。这对南极的生物极为不利，除严重影响地面生物外，对海洋生物也是一个威胁，因为紫外线可以穿透海水10～30米。已有研究结果表明，臭氧洞能使海洋浮游植物的生产力降低3／4。强烈的紫外线还会影响生物细胞内的遗传物质，使染色体、脱氧核糖核酸和核糖核酸发生畸变，严重时会导致生物的遗传病和产生突变体。然而，冰藻却对紫外线有吸收和屏蔽作用。因为冰藻能吸收波长为270纳米和330纳米的紫外线，这一功能十分重要，它不仅能够自卫，免于自身被伤害，而且，能使强烈的紫外线不透入海水，从而保护了冰下海水中的海洋生物。
冰藻的发现与种类
早期南极探险的人们，曾在南极洲周围的海冰中观察到棕色的海冰层。这些有色层多半分布在海冰的底层，尤其是在船只弄碎的海冰上，更容易看到。当时的记载，把这些棕色层误认为是冻结在海冰上的棕色泥沙。后来，人们对此产生了怀疑，这些泥沙是哪里来的呢？在远离大陆的海洋上，显然不可能由风吹来这么多的泥沙。在几十米、几百米，甚至上千米深的海水上层的海冰，更不可能冻结上海底的泥沙。那么，这些棕色海冰层究竟意味着什么呢？这个谜一直持续若干年，无人揭晓。
19世纪末，航海家才开始采集海冰棕色层的样品，经生物学家鉴定，发现是海洋微型植物，不是泥沙，但没有引起人们的注意，也没有进行深入的研究。直至1963年，澳大利亚海洋生物学家邦特和伍兹才揭开了这个谜，真正回答了这个多年来未解的问题。他们在美国的麦克默多站附近海域，发现海冰中有一层不易透光层，经打钻、取冰芯样分析，首次分离和鉴定出大量海洋浮游植物，主要是硅藻，并把它称为冰藻。从此，南极海冰中的冰藻引起了人们的注意，许多国家的南极站都相继开展了冰藻的研究。
南极冰藻是一个庞大的生物区系，迄今为止，已从南极的海冰中分离出90多种冰藻，它们隶属于硅藻、金藻、甲藻和绿鞭毛藻4大类群，其中硅藻在种类组成和数量上都占绝对优势，是冰藻的优势种。
从种类组成上看，几乎所有海洋浮游植物，都可能有机会进入冰层，成为冰藻。从生态习性上看，冰藻可分为2个类型，一是附着性冰藻，二是浮游性冰藻。令人感兴趣的是，有些硅藻在海水中过的是浮游生活，属于浮游性冰藻，但进入冰层之后，在形态上和生活习性上都发生了某种程度的变化。如有的硅藻在海水中是以单个细胞的方式生活，而进入冰层之后，则由多个细胞黏结在一起，形成长链状的小群体，这样便于进行附着性生活。这是硅藻进入冰层后的适应性表现。
冰藻在海冰中的分布极不均匀，具有明显的成层现象，人们把生长冰藻的海冰层称为有色海冰层或冰藻层。这些冰藻层多为棕色，厚度为5～25厘米。冰藻层的颜色和厚度随季节和地点变化有所不同。迄今为止，人们在南极海域的海冰中已发现了3种类型的冰藻层。
第一种类型是冰藻层在海冰的上层，雪层的下层，厚度约为5～10厘米。这种类型多出现于多年生的老冰上，很少在当年形成的海冰中发现。这类冰藻层距离冰下的海水较远，冰藻的增殖受到一定限制，寿命不太长，在海洋生态系中的意义不大。虽然发现较早，但没有进行深入的研究。
第二种类型是冰藻层在海冰的底层，在海水与海冰交接的界面上，厚度为5～25厘米。这一类型多发生在当年形成的新海冰中，有时也见于多年形成的老冰中。该类型冰藻层的存在较为普遍，在海洋生态系中占有重要地位，因此，得到人们的广泛注意和研究。冰藻的生态学、生理学、生产力和冰藻层形成机制的研究主要以这一类型为对象。中国的科学工作者对这一类型做过较为深入的研究，取得了一些可喜的结果。
第三种类型是两层冰藻层，一层在海冰的底层，另一层在海冰的上层。这一类型可以看做第一和第二类型的综合，具有上述两种类型的特点。
冰藻的形成与生活
冰藻来源于海水，是海水中的浮游植物进入冰层的结果。海水中的浮游植物进入海冰是通过两个过程：物理学过程和生物学过程，有时是这两个过程综合作用的结果。
当南极的冬季来临时，海水开始结冰，海水中的浮游植物通过海水的波动和冻结的物理学过程，被动地、随波逐流地卷入海冰，被冻结在海冰中。甚至深层海水中的浮游植物也会附着在刚形成的冰晶上，并随之上升到近表层，被冻结在海冰中。许多研究都曾报道，在海冰的形成过程中，除表层海水迅速冰结，将海水中的浮游植物冻入海冰之外，还观察到冰晶在较深层海水中形成并上升的现象，同时也观察到在这些冰晶上附着有微型浮游植物。这些冰晶上升到一定程度便冻入冰层，因此附着于其上的微型浮游植物也就随之进入海冰了。这些都是浮游植物通过物理学过程进入海冰层的直接证据。
海水中的浮游植物通过生物学过程进入海冰层主要依赖于海洋浮游植物的趋光性。当海水结冰时，海冰之下海水的透明度降低，特别是海冰表层有积雪覆盖时，海水透明度的降低更为显著。此时，较深层海水中的浮游植物便主动地向透明度较高的表层海水移动。当接近表层时，很容易通过物理过程被卷入海冰层。这样，浮游植物进入冰层的生物学过程又通过物理学过程起了作用。
海冰介于大气和海水之间，借助于毛细管的作用，使海冰上下沟通，上通大气，下通海水。这样，海冰具有了冰、水的双重性质，这是冰藻能在海冰中较长期生活的重要条件之一。
海冰的分析结果表明，冰藻生长发育所必需的环境条件，如光照、温度、盐度、营养盐和酸碱度等，海冰的冰藻层全都具备，而且海冰的稳定度比海水更优越。虽然，海冰中的某些生态条件如光照、营养盐和盐度等，有时会比海水低，但冰藻进入冰层之后，会产生一定的适应能力，适者存，不适者则亡，所以发生了变化。冰藻的种类与海水中的浮游植物种类不尽相同，就是这个道理。
冰藻生长的海冰层是一个特殊的生态环境，它既不同于海水，也不同于一般的海冰，它是一个海水—冰雪—冰藻，或海水—海冰—冰藻共存的复合体系，三者的相互作用决定着冰藻的命运。