Преобладает гаплоидная стадия. При бесполом размножении клетка делится митозом 2 раза, в результате чего под оболочкой материнской клетки образуются 4 дочерние особи. После разрыва оболочки они выходят наружу, растут и переходят к дальнейшему бесполому размножению (рис – левый цикл).
При неблагоприятных условиях хламидомонада переходит к половому размножению. При этом молодые клетки, образовавшиеся при бесполом размножении, не растут, а сразу после выхода из материнской оболочки сливаются с образованием диплоидной зиготы. характерен изогамный половой процесс. образовавшаяся зигота покрывается толстой оболочкой и превращается в зигоспору. после периода покоя в ней происходит мейоз и образуются 4 гаплоидные особи, которые выходят наружу при разрыве оболочки.
Значение. Хламидомонады, наряду с другими зелеными водорослями, могут провоцировать «цветение» воды. Водоросли данного рода используются в очистных сооружениях, поскольку обладают способностью поглощать органические вещества, растворенные в воде (выполняют санитарную роль). Хламидомонада является объектом исследования в генетических и биологических лабораториях, благодаря сравнительной простоте поддержания клеточной культуры. Эту водоросль также применяют для определения токсичности загрязненной воды.