Les algues marines doivent leur coloration à la présence d'un pigment. En fonction du type de pigment, les algues marines sont classées en 3 grandes variétés.

Les algues brunes sont des algues multicellulaires se développant principalement dans les eaux froides des océans, notamment le long des côtes rocheuses. Leur coloration brunâtre est due à la présence de pigments comme la fucoxanthine, qui masque la chlorophylle verte et leur permet d'absorber efficacement la lumière dans les environnements marins moins lumineux situés à de plus grande profondeur.

Les algues brunes jouent un rôle écologique crucial en fournissant un refuge et de la nourriture à de nombreuses espèces marines et contribuent également à la production d'oxygène. Par ailleurs, les algues brunes sont exploitées par l'industrie pour l'extraction de composés comme l'alginate, connu sous la dénomination d'additif naturel E400, utilisé comme épaississant dans divers produits alimentaires et cosmétiques. Certaines algues brunes, comme le kombu, sont aussi consommés en cuisine, notamment dans les cultures asiatiques pour leurs bienfaits nutritionnels, riches en minéraux, vitamines et fibres.

Les algues rouges sont des algues connues pour leur couleur rougeâtre due à des pigments spécifiques, comme la phycoérythrine et la phycocyanine, qui leur permettent de capter la lumière bleue et de survivre dans des eaux plus profondes où seul cette lumière réussi à atteindre. Présentes dans les océans du monde entier, elles jouent un rôle écologique important en contribuant à la formation des récifs coralliens grâce à leur capacité à précipiter le carbonate de calcium, renforçant ainsi les structures récifales.

Les algues rouges sont également valorisées dans l'industrie pour l'extraction de composés comme l'agar-agar et la carraghénane, des gélifiants et épaississants naturels - connus sous la dénomination d'additifs naturels E406 et E407 - largement utilisés dans l'industrie alimentaire, les cosmétiques et les produits pharmaceutiques. En cuisine, certaines variétés, comme la nori, sont très appréciées, notamment dans la gastronomie japonaise car elles sont riches en nutriments essentiels comme les protéines idéales pour les régimes végétarien et végane, les vitamines et les minéraux.

Les algues vertes doivent leur couleur verte à la chlorophylle, leur pigment dominant, qui leur permet de réaliser la photosynthèse en captant l'énergie solaire pour produire de l'oxygène et des sucres. Certaines algues vertes, comme la laitue de mer (Ulva lactuca), sont comestibles et largement utilisées en cuisine pour leur apport en fibres, en minéraux et en vitamines. D'autres, comme la spiruline et la chlorelle, des micro-algues, sont cultivées pour leurs nombreux bienfaits pour la santé, notamment leur teneur élevée en protéines et antioxydants.

Les algues vertes jouent un rôle écologique essentiel dans les écosystèmes aquatiques en fournissant de l'oxygène et en servant de base alimentaire à de nombreuses espèces marines. Cependant, elles peuvent aussi être à l'origine de proliférations nuisibles, appelées marées vertes, dans des environnements où les niveaux de nutriments, comme les nitrates, sont excessifs, ce qui peut avoir des impacts écologiques importants sur les zones côtières.