As algas marinhas não pertencem a um único reino, mas a vários reinos diferentes devido a diferentes processos evolutivos. Esses reinos incluem Kingdom Plantae, Kingdom Chromista e Kingdom Bacteria.
Existem três filos de algas marinhas que podem ser distinguidos pela cor do talo. As algas marinhas do filo Ochrophyta são marrons, as do filo Rhodophyta são vermelhas e as do filo Chlorophyta são verdes. Além da cor, esses três grupos apresentam diferenças substanciais em suas estruturas e composições bioquímicas, como paredes celulares, flagelos, compostos de armazenamento, cloroplastos, pigmentos fotossintéticos, mitose e conexões celulares. Cerca de 11.500 espécies de algas marinhas foram descobertas até agora.
