Водоросли размножаются половым и бесполым путем.
Как правило, бесполым путем водоросли размножаются в благоприятный период. Бесполое размножение осуществляется вегетативно (у одноклеточных — делением надвое, у многоклеточных — частями слоевища), спорами (неподвижными клетками) и зооспорами (подвижными клетками). Рассмотрим для примера бесполое (зооспорами) и половое размножение одноклеточной водоросли. Если водоросль подвижна, то перед размножением она теряет жгутики. Ядро и цитоплазма делятся пополам; затем происходит еще одно или два деления, в результате которых в одной и той же оболочке образуются 4–8 клеток. Эти мелкие подвижные клетки — зооспоры — выходят из оболочки материнской клетки и вырастают во взрослую особь.
В неблагоприятный период (высокая или низкая температура, накопление продуктов обмена в среде обитания при высокой плотности заселения, загрязнение водоемов) происходит половое размножение. Каждая клетка делится на много мелких половых клеток — гамет, которые потом попарно сливаются с гаметами другой особи, образуя зиготу, несущую в результате признаки обеих родительских особей. Последняя покрывается плотной оболочкой и зимует. Весной из зиготы выходит 4 зооспоры. Каждая из них дает начало новому растению.