Unter dem Begriff "Algen" faßt man taxonomisch sehr unterschiedliche, thallophytisch oder einzellig organisierte Krytogamen zusammen. Grünalgen sind enger mit Moosen und Höheren Pflanzen verwandt, als z.B. mit Kiesel-, Braun- oder Rotalgen. So bilden Grünalgen und Höhere Pflanzen z.B. Stärke als Reservepolysaccharid, welche innerhalb der Chromatophoren abgelagert wird. Bei Grünalgen geschieht dies oft innerhalb von Pyrenoiden, bei Höheren Pflanzen hauptsächlich in speziellen Amyloplasten (diese haben sich aus Chlorplasten entwickelt und sind photosynthetisch inaktiv). Höhere Pflanzen, Moose und Grünalgen verfügen neben Chlorophyll a über Chlorophyll b. Kieselalgen besitzen hingegen Chlorophyll c anstelle von Chorophyll b und die Assimilationsprodukte (Chrysolaminarin anstelle von Stärke, sowie Öle in besonderen Ölvakuolen) werden außerhalb der Chromatophoren abgelagert. Aufgrund dieser und anderer Merkmale haben Kieselagen mehr Gemeinsamkeiten mit Braunalgen und Goldalgen, als mit Grünalgen und Höheren Pflanzen.

Photoautotrophe Organismen, zu denen ja auch die Kieselalgen zählen, zeichnen sich dadurch aus, daß sie die Energie der Sonne direkt nutzen, während heterotrophe Organismen auf die von autotrophen Organismen bereitgestellten, energiereicheren chemischen Verbindungen angewiesen sind.

In der Ökologie bezeichnet man autotrophe Organismen als "Produzenten", während heterotrophe "Konsumenten" genannt werden. Konsumenten 1. Ordnung ernähren sich hierbei unmittelbar von der Produzenten, Konsumenten 2. Ordnung hingegen von den Konsumenten 1. Ordnung. Ein Perpetum Mobile kann es nach dem ersten und zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nicht geben. Das gilt selbstverständlich auch für Lebewesen, so daß das gesamte Ökosystem von der Energie der Sonne abhängt, bzw. der Fähigkeit der Primärproduzenten, die Sonnenenergie in chemische Energie umzuwandeln. Der Vollständigkeit halber soll aber nicht unerwähnt bleiben, daß es auch Chemoautotrophie gibt, und Ökosysteme die ihre Energie aus dem Erdinneren und nicht von der Sonne beziehen (mittelozeanischer Rücken).

Typisch für Kieselalgen ist der Besitz einer, außerhalb des Plasmalemma abgelagerten, Hülle aus amorpher Kieselsäure. Diese ist aufgebaut wie eine Käseschachtel: Es gibt einen Schachteldeckel, Epitheka genannt, und einen Schachtelboden, der als Hypotheka bezeichnet wird. Die überlappenden Seitenränder der Schachtel nennt man Epipleura, bzw. Hypopleura.

Die Fortpflanzung geschieht durch vegetative Zellteilung, wobei jede Tochterzelle eine neue Hypotheka bildet, d.h. bei einer der beiden Tochterzellen wird die Hypotheka zu einer neuen Epitheka. Damit werden die Nachkommen von Generation zu Generation immer kleiner. Einen Ausgleich schafft die sexuelle Fortpflanzung. Unter Sexualität versteht man eine Methode, die es gestattet zwischen den Individuen innerhalb einer Population genetische Information auszutauschen, was durch Karyogamie geschieht. Karyogamie ist die Verschmelzung zweier haploider Gametenkerne zum diploiden Zygotenkern. Die Karyogamie erfolgt meist unmittelbar nach der Plasmogamie, lediglich bei Höheren Pilzen sind Plasmogamie und Karyogamie zeitlich weit voneinander getrennt, wobei ein dikaryotisches Mycel gebildet wird. Als Befruchtungsmodus kommen bei Kieselalgen Oogamie (bei Centrales) und Isogamie (bei Pennales) vor, wobei aber begeißelte Schwärmer nur bei Centrales (Spermatozoiden) vorkommen. Bei Kieselalgen zeichnet sich die Zygote, die hier auch Auxospore genannt wird, durch erhebliches Größenwachstum aus, wodurch der Größenverlust infolge vieler vegetativer Teilungen wieder ausgeglichen wird. Der Lebenzyklus ist diplontisch mit gametischem Kernphasenwechel, d.h. Diatomeen sind grundsätzlich diploid.