海藻在生態系統中扮演著非常多樣和重要的角色。它們為海洋中的許多生物提供了棲身之所。當海藻大量生長時，會形成海藻林，這些海藻林成為許多生物的家園。例如，在亞熱帶和熱帶海域（如香港），馬尾藻是一種常見的海藻，而在北半球和南半球的溫帶海岸，巨藻林（海帶目）則是另一種重要的海藻。這些海藻可以從淺水區一直生長到水深超過30米的地方，並沿著海岸線延伸數十公里。這些巨大的海藻林養育著豐富的海洋生物，與其他主要的海洋生態系統一樣重要。

不過，全球暖化和相關的連鎖效應正在威脅這些大型藻類的生存。如果這些海藻林消失，受影響地區的生產力和生物多樣性將會大幅下降，整片水域可能會變成一片荒地。

另外，海藻在生理上與高等植物有許多相似之處。它們可以進行光合作用，因此成為海洋食物網中重要的初級生產者之一，在養分和能量循環中起著重要作用。海藻沒有根部，它們直接從海水中吸收營養和微量元素。這些營養和微量元素通過光合作用轉化為有機物質，從自然環境轉移到生物圈。

在食物鏈中，海藻是許多細小甲殼類、魚類甚至爬蟲類等草食性動物的食物，滿足它們的能量和營養需求。這些草食性動物又是許多捕食性動物的獵物，因此能量和營養循環在大自然中得以持續運行。這個循環不僅在海洋中存在，許多鳥類和哺乳類等陸生動物也會以海洋生物為食物來源。因此，海藻是全球食物網中不可或缺的一部分，其重要性超出了它們所生活的海洋範圍。