La taille et la forme des algues résultent du mode de croissance et d’organisation anatomique des espèces. On reconnaît plusieurs groupes morphologiques fonctionnels qui peuvent renseigner utilement sur le mode de vie des algues et servir pour la description des biotopes dans le suivi des milieux.

L'ordre de présentation des groupes morphologiques va des formes délicates aux formes plus épaisses et rend compte d'une complexité croissante du thalle.

Les formes vésiculeuses: Thalles végétatifs, constitués par une seule cellule géante dont le noyau unique est situé dans le crampon basal. Chez certaines espèces, les cellules atteignent de grandes dimensions (plus de 5 cm) et sont plurinuclées (Valonia, Ventricaria).

Ventricaria ventricosa 

Les formes filamenteuses: Ces algues présentent des axes filamenteux qui peuvent comporter des parois internes transversales, rester simples (Chaetomorpha) ou se ramifier (Cladophora, Griffithsia, Polysiphonia, Ceramium). Les axes filamenteux peuvent également être dépourvus de cloison interne et former des siphons plus ou moins ramifiés (Bryopsis).

Bryopsis plumosa

Les formes creuses ou mucilagineuses: Ces algues possèdent un thalle pluricellulaire creux  tubuleux (Enteromorpha, Rosenvingea) ou sphérique plus ou moins contourné (Colpomenia, Hydroclathrus), comportant des parois transversales ou des filaments internes noyés dans du mucilage (Preadaea, Gibsmithia).

Hydroclathrus clathratus

Les formes comprimées minces, foliacées et membraneuses: Ces algues se caractérisent toutes par un thalle très mince souvent translucide, réduit à quelques couches de cellules, la cortication est faible. La surface est unie (Dictyota, Ulva) ou parcourue de fines veinules (Dictyopteris, Amansia). La texture reste souple mais délicate.

Amansia rhodantha

Les formes épaisses coriaces dressées: Les algues de ce groupe forment des thalles dressés à ramifications intriquées dont la texture est coriace (Turbinaria, Sargassum, Gelidium)

Turbinaria ornata

Les formes épaisses coriaces encroûtantes: Les algues de ce groupe forment des lames cortiquées épaisses (Padina, Lobophora, Peyssonnelia).  

Peyssonnelia sp.

Les formes calcifiées articulées dressées: Les algues calcifiées à thalles articulés sont formées d'une succession régulière de segments calcifiés (articles) et de  segments souples (articulations) conférant à l'ensemble une structure robuste mais flexible (Amphiroa, Galaxaura, Halimeda).

Halimeda taenicola

Les formes encroûtantes calcifiées: Dans ce groupe d'algues, la calcification est très importante, donnant au thalle un aspect de roche. Les thalles peuvent être encroûtants et adhérant fortement au substrat (Hydrolithon), lamelleux (Mesophyllum) ou branchus (Lithophyllum, Neogoniolithon).

Lithophyllum spp.

Les formes délicates, lamelleuses, filamenteuses ou creuses sont généralement des espèces dont la durée de vie est courte et la croissance rapide, ce qui permet à la plupart d'entre elles une succession rapide des générations. Pour ces formes, la majeure partie de la masse cellulaire est active dans la photosynthèse et la surface du thalle, relativement plus importante que le volume, permet un prélèvement rapide des éléments nutritifs dans le milieu. Ces formes se retrouvent généralement  chez les espèces pionnières, ou encore chez les opportunistes qui prolifèrent de manière importante et spectaculaire à l'occasion d'un enrichissement en éléments nutritifs. Au contraire, les formes plus compactes, et à l'extrême les formes calcifiées, ont une longévité plus grande. La forte proportion de tissus non photosynthétiques (95% de carbonate de calcium chez les algues encroûtantes) et le faible rapport entre la surface du thalle et le volume ne leur permet pas de métaboliser aussi efficacement que les autres formes plus simples. Leur croissance est de ce fait plus lente et ce sont généralement des algues pérennantes. Elles forment des populations importantes qui marquent fortement la physionomie de la végétation, comme par exemple les champs de Sargasses ou encore les encroûtements massifs d'algues rouges Corallinacées.  

La multiplication avec conservation du génome

Elle peut se faire selon deux moyens : la multiplication végétative et la reproduction asexuée par sporulation directe.

La multiplication végétative se fait à partir d'une fragmentation du thalle ou d'une production d'amas cellulaires spécialisés (propagules) : dans les deux cas, les parties du thalle qui se détachent, se fixent et développent rapidement un nouvel individu.

La reproduction asexuée, elle, met en jeu des cellules spécialisées, les spores souvent qualifiées de spores directes issues d'une transformation totale du contenu d'une cellule appelée sporocyste. Après leur émission, elles germeront pour donner directement de nouveaux individus génétiquement semblables aux thalles parentaux.

La reproduction sexuée et les cycles biologiques

Ce type de reproduction met en jeu deux types de cellules spécialisées : les gamètes et les spores au comportement fondamentalement différent. Les gamètes issus de la transformation du contenu d'une cellule fertile, le gamétocyste,   fusionnent  après leur émission pour donner naissance à un oeuf ou zygote qui se développera pour donner un nouvel individu génétiquement différent des parents. Cet individu diploïde, désigné sous le nom de sporophyte produira, dans les sporocystes, par méiose (réduction du nombre de chromosomes par deux),  les spores qu'on  qualifie de méiospores ou spores méiotiques. Leur fonction est de germer, pour donner un individu haploïde que l'on désigne sous le nom de gamétophyte car il produira à son tour les gamètes. La descendance d'un individu est une succession de générations où alternent gamétophytes et sporophytes. Dans la majorité des cas, le balancement entre méiose et gamie induit une succession de  phases nucléaires haploïdes et diploïdes qui coïncident avec l'alternance morphologique, décrivant ainsi le cycle biologique. Ces générations peuvent être morphologiquement identiques (Ulva) ou dissemblables au point d'être considérées comme des espèces différentes ; tel est le cas de l'ensemble Padina (sporophyte volumineux) et Vaughaniella  (gamétophyte minuscule) ou de Asparagopsis taxiformis (gamétophytes volumineux) et Falkenbergia hildenbrandii (tétrasporocyste filamenteux microscopique).

Lame en forme d'éventail qui correspond au sporophyte volumineux; en bas à gauche tapis de filaments qui correspondent aux gamétophytes minuscules. Padina boryana

Gamétophyte volumineux   Asparagopsis taxiformis

Dans le domaine végétal, les algues se singularisent par une diversité extrême des types de gamètes et de spores et la complexité des cycles biologiques, qui ne peuvent être développées ici. Ces questions sont très largement documentées dans les ouvrages plus spécialisés de Lobban et Harrison (1994), Gorenflot et Guern (1989).

Quels que soient  les grands groupes systématiques, les gamètes mâles sont toujours émis dans le milieu environnant ; à l'exception des algues rouges, ce sont des cellules généralement mobiles pourvues de flagelles. Les gamètes femelles ont un comportement plus variable. Ils sont tantôt disséminés et mobiles de même taille que les gamètes mâles (algues vertes) ou bien plus gros comme chez certaines algues brunes ; tantôt immobiles mais disséminés, comme chez les algues brunes Fucophycées. Chez ces dernières c'est grâce à l'émission de substances d'attraction sexuelle appelées phéromones que le gamète femelle attire les gamètes mâles mobiles.

Enfin, les gamètes femelles sont chez certains groupes retenus par le gamétophyte; le zygote issu de la fécondation se développe sur le gamétophyte porteur.

Indépendamment de la diversité des types de gamètes et de gamies, les algues montrent de nombreuses aberrations dans leur reproduction sexuée. L'absence de gamètes du sexe opposé peut se traduire, dans certains cas de dégradation extrême de la fécondation, par l'apparition de nouveaux individus à partir d'un des deux types de gamètes. 

Quoi qu'il en soit, la reproduction chez les algues se manifeste de manière discrète et les cellules spécialisées sont en général difficiles à observer sans l'usage du microscope. Toutefois, chez les genres  Halimeda et Caulerpa (algues vertes), la reproduction concerne la totalité du thalle qui se transforme intégralement en gamètes (holocarpie) et qui disparaîtra après leur émission. Le cas des Halimeda est remarquable puisque le thalle se décolore et les cellules renfermant les gamètes émergent en bouquets verts à la surface des articles blanchis.  

Halimeda en reproduction