Kieselalgen sind Kunstwerke der Natur. Sie gehören zum Schönsten, was die Biologie der einzelligen Algen zu bieten hat. Kieselalgen verdanken ihren Namen der Zellenhülle (Frustel), die überwiegend aus Siliziumdioxid (Kieselsäure) besteht. Sie ist schachtelförmig und besteht aus zwei schalenförmigen Teilen. Der Deckel (Epitheka) stülpt sich mit ihrer Öffnung über den Boden der Kieselschale (Hypotheka).

Die Schalen besitzen charakteristische Formen und Muster. Allgemein unterscheidet man zwei Typen von Kieselalgen. Zentrische Kieselalgen (Centrales) haben zumeist runde, bisweilen auch dreieckige Schalen, während pennate Kieselalgen stab- oder schiffchenförmige, mitunter auch bogen- oder S-förmig gekrümmte Gehäuse ausbilden.

Die Einzelzellen der Kieselalgen können sich zu Sternen, Ketten oder Stapeln zusammenlagern, wie im Falle der abgebildeten Alge Fragilaria capucina. Der Name Fragilaria leitet sich aus dem lateinischen Wort fragilis („zerbrechlich“) ab und bezieht sich auf die Eigenschaft dieser Kieselalgen, fadenförmige Kolonien zu bilden, die leicht in einzelne Zellen zerfallen.

Unter günstigen Bedingungen neigen Kieselalgen im Frühjahr zu Massenentwicklungen und bilden auch auf Oberflächen braune, bisweilen schleimige Überzüge. Kieselalgen können sich aktiv durch Schleimabsonderung bewegen, wobei sie Geschwindigkeiten von über 20 µm pro Sekunde erreichen. Diese Bewegung erfolgt oft ruckartig oder gleitend über Oberflächen. Besonders pennate (längliche) Formen nutzen diesen Mechanismus, um sich zu orientieren, Licht zu suchen oder bei Gefahr tiefer in Sedimente zu kriechen.