海洋浮游生物的其中一個重要類群是浮游植物。

海洋中，浮游植物被譽為“上帝”，正是由于它們的作用，才使其他生物能夠依賴它們生存，使海洋生機勃勃，充滿活力。

浮游植物是自養生物。也就是說，它本身含有葉綠素或其他色素體，能吸收太陽光能，并利用這些太陽輻射的光能和水中、空氣中的二氧化碳進行光合作用，自己制造有機物，主要產物是碳水化合物和氧氣。它們本身就是一座座小型的綠色加工廠。它們是水域生態系統中的主要生產者，為其他生物提供了餌料、食物和必需的能量，在生態學研究中，它們叫作初級生產力。這類生物主要包括海洋細菌和一些單細胞藻類，如硅藻、甲藻、藍藻、黃藻等。浮游植物的數量極多，分布在世界的各個水域中。

浮游植物的個體十分微小，要在高倍顯微鏡下才能看得清楚。但有時，它們也會幾個細胞或幾十個細胞聚集在一起，形成群體。它們通常由于細胞中所含色素的不同，而呈現不同的顏色。每逢繁殖季節到來的時候，由于它們的大量聚集，會使海水顏色發生變化，形成赤潮。浮游植物形成的赤潮對漁業特別是貝、蝦養殖業危害極大。

有些浮游植物具有富集同位素的能力，可以作為放射性同位素的指標種。例如硅藻類的中肋骨條藻就可以作為“三廢”污染的指標種。