São protistas unicelulares, não possuem flagelos e autótrofos, portanto, quanto ao nível trófico, são produtores primários. Para que possam fotossintetizar, habitam a zona fótica dos oceanos e podem viver separadamente ou formar colônias como estratégia para a sobrevivência.
A parede celular das diatomáceas é composta por duas valvas compostas de sílica, conjunto que é denominado "Frústula". Quanto à simetria, esses organismos ainda podem cêntricas (Simetria radial) ou penadas (Simetria bilateral). Na imagem seguinte temos um exemplo de uma penada, denominada Navicula, à esquerda e uma cêntrica à direita.
As diatomáceas apresentam mecanismos assexuado e sexuado para a reprodução. De forma assexuada, as valvas da frústula se dividem (Fissão Binária) e cada uma comporta como a "Valva maior" ou epivalva e reconstitui a "Valva menor" ou hipovalva. Devido a sucessivas divisões os organismos vão diminuindo, quando atingem um tamanho mínimo, a reprodução passa a ser oogâmica, sexuada, por meiose gamética, restabelecendo o tamanho dos organismos.
Ecologicamente, estão na base do ecossistema marinho, servindo de alimento a pequenos crustáceos, larvas de invertebrados e peixes. As diatomáceas ainda são importantes na fixação do carbono, sendo responsáveis por cerca de 20% da fixação global de carbono. Outra importância desses organismos é para estudo científico de evolução, pois estes são microfósseis, as frústula ficam depositadas no sedimento local.