Les microalgues sont des eucaryotes, c'est à dire des organismes vivants possédants un noyau isolé du cytoplasme par une membrane et qui contient de l'ADN. Les eucaryotes s'oppose aux procaryotes (bactéries, cyanophycées).

Les microalgues sont caractérisées par des rendements photosynthétiques élevés (rapport énergie lumineuse reçue / énergie stockée dans la cellule), ce qui leur confère des productivités exceptionnelles en comparaison aux plantes terrestres.