На відміну від вищих рослин, що характеризуються листостебловою будовою, водорості виявляють морфологічну різноманітність. Тіло водоростей може бути всіх чотирьох ступенів складності, відомих в організмів: одноклітинні, колоніальні, багатоклітинні та неклітинні.
 Всі водорості, які зустрічаються у водах планети поділяються на:
- синьо-зелені (хоча сьогодні вони належать до Царства Дроб’янок);
- пірофітові;
- золотисті;
- діатомові;
- жовто-зелені;
- бурі;
- червоні;
- евгленові;
- зелені;
- харові.
 Розміри водоростей відрізняються у широкому діапазоні - від мікроскопічних (одноклітинні синьо-зелені - близько 1 мкм) до досить великих (клітини харових 15-20 см). Але найбільшими розмірами характеризуються багатоклітинні морські бурі водорості, слані яких можуть досягати до 30-45 м, наприклад, у макроцистиса.
 Розрізняють 9 основних типів морфологічної структури тіла водоростей.
1. Амебоїдна структура представлена одноклітинними організмами, які не мають твердої клітинної оболонки і постійної форми. Вони, випускаючи псевдоподії, здатні здійснювати повзаючі рухи, подібно до найпростіших амеб. Псевдоподії часто бувають довгими і тонкими і тоді їх називають ризоїдами. Тому інша назва цієї структури ризоподіальна.
Амебоїдної будови тимчасово можуть набувати деякі одноклітинні водорості, що мають джгутики, шляхом скидання їх або втягування всередину.
Амебоїдна структура властива представникам пірофітових, золотистих та жовто-зелених водоростей. Така структура є найпростішим типом будови одноклітинного організму і, можливо, в процесі еволюції була першим етапом при виникненні клітинного рівня життя.
2. Монадна структура властива одноклітинним організмам із твердою клітинною оболонкою або достатньо міцним перипластом та характеризується наявністю у таких клітин одного, двох чи кількох джгутиків, з допомогою яких вони активно рухаються у воді. Деякі монадні форми вторинно не мають джгутиків і тоді, як правило, їхнє тіло здатне змінювати свою форму. Тобто їм властива метаболія.
Монадна структура досить широко поширена серед водоростей: вона властива багатьом представникам пірофітових, золотистих, евгленових, жовто-зелених, і причому така структура у них є переважаючою.
Серед водоростей цього рівня організації часто зустрічаються колоніальні форми, що являють собою сукупність окремих клітин поєднаних слизом у єдине ціле. Форма таких колоній і будова слизу у різних водоростей може істотно відрізнятися, а в деяких випадках клітини бувають поєднані одна з одною за допомогою плазмодесм. У більшості колоніальних форм монадної будови клітини всередині колоній не виявляють відмінностей.
І, нарешті, у багатьох водоростей, за виключенням синьо-зелених і червоних, незалежно від структури таломів у вегетативному стані, монадну будову мають рухомі клітини, які слугують для безстатевого розмноження – зооспори, а при наявності статевого процесу  - гамети.
Монадна структура альгологами сприймається за первинну і вихідну у філогенезі водоростей, але існує чимало думок, що вона утворюється із амебоїдної. Одне зрозуміло, що монадна структура в процесі еволюції водоростей виявилась досить прогресивною.
3. Коккоїдна структура характеризується окремими клітинами, що мають тверду оболонку і у вегетативному стані позбавлені джгутиків чи псевдоподій. Внаслідок цього водорості коккоїдної структури не здатні до активного руху: вони або живуть вільно, або можуть переноситися водою, або прикріплюватися до субстрату. Форма таких клітин досить різноманітна – від простої сферичної до найпричудливішої. Оболонка у них гладенька, суцільна, пориста або має різноманітні вирости. Багатьом водоростям коккоїдної структури властиве утворення колоній різноманітної форми чи із слизом, чи без нього.
Коккоїдна структура надзвичайно широко поширена у водоростей і наявна в усіх відділах, де є одноклітинні форми. У діатомових водоростей, що найчисельніші і найпоширеніші, вона є єдиною. 
У еволюційному відношенні коккоїдна структура цікава як такий ступінь морфологічної диференціації, на основі якої стало можливим виникнення багатоклітинних таломів.
4. Пальмеллоїдна структура являє собою ускладнений варіант коккоїдної структури, що виявляється в утворенні водоростями досить великих, в основному прикріплених до субстрату слизистих тіл певної форми, які містять всередині значну кількість коккоїдних клітин. Клітини поєднуються в цьому слизі зовсім механічно і плазматичних зв’язків не мають. Така будова широко поширена серед водоростей, але пальмеллоїдна структура наявна лише тоді, коли вона є постійною формою їх вегетативного росту.
У пальмеллеподібдний стан можуть переходити більшість одноклітинних рухомих і нерухомих водоростей. Утворені при цьому слизові тіла не досягають великих розмірів і не мають певної форми.
5. Нитчаста структура представлена таломами, що складаються із кількох, а нерідко і численних клітин, розміщених у вигляді ниток. Ці нитки можуть бути простими і галузистими, вільноживучими і прикріпленими об’єднаних у слизові колонії.
Нитчаста структура у водоростей є найпростішою формою багатоклітинної слані і властива великій кількості представників з різних відділів. Клітини у нитчастих сланях тісно пов’язані одна з одною і в багатьох випадках у них наявні пори і плазмодесми, які проходять через поперечні клітинні перегородки. Звичайним способом їхнього вегетативного розмноження є поділ ниток на певні ділянки або окремі клітини.
Таломи нитчастої структури складаються із клітин подібних одна до одної, але існують і такі, клітини яких на кінцях тонші або розширені та такої форми, що відрізняється від інших. Інколи остання нижня клітина перетворюється на ризоїди.
Ріст нитчастих таломів відбувається по-різному. Дифузний – це ріст, коли здатність до поділу мають усі клітини. Коли діляться не всі клітини, а лише їх частина, то ця ділянка росту називається меристематичною зоною. Якщо зона росту розміщена в середній частині нитки, то тип росту називають інтеркалярним, якщо ріст здійснюють кінцеві клітини, то це апікальний ріст, а в разі поділу клітин біля основи - ріст є базальним.
6. Різнонитчаста структура – гетеротрихальна, таломи якої будучи нитчастими біля основи, поділяються на дві частини, одна з яких горизонтальна і стелеться по субстрату, а друга вертикальна.
Ця структура наявна у синьо-зелених, зелених, золотистих, бурих і червоних водоростей.
7. Пластинчаста структура характеризується багатоклітинними сланями у формі пластинок, що складаються із одного, двох або кількох шарів клітин. Утворення цих шарів відбувається в результаті поздовжнього поділу клітин. Якщо поздовжні перегородки розміщуються строго в одному напрямку, то пластинка зберігається одношаровою. А при виникненні перегородок у первинній пластинці, утворюються два і більше шарів. Двохшарові пластинчасті слані у деяких водоростей перетворюються в трубку або мішок внаслідок розходження шарів всередині, в результаті чого утворюється порожнина.
Пластинчасті водорості ростуть або вільно лежачими на субстраті, або прикріплені до нього в одному місці пластинки.
 Пластинчаста структура наявна у зелених, бурих і червоних водоростей. 
8. Сифональна структура являє собою особливий тип будови, властивий тільки деяким водоростям. Відмінною рисою її є відсутність всередині слані клітинних перегородок при наявності великої кількості ядер. Такі слані досягають великих розмірів.
Прісноводні сифональні водорості мають вигляд слабкорозгалуджених ниток або шароподібних тілець розміром з булавочну голівку з розгалуженими ризоїдами. Сифональні представники морських водоростей відрізняються великою різноманітністю зовнішнього вигляду, а інколи досить складним розчленуванням слані у вигляді коренів, стебел та листків.
Сифональна структура добре виражена у зелених і жовто-зелених водоростей.
9. Харофітна структура властива лише харовим водоростям, що характеризуються великими багатоклітинними сланями лінійно-членистої будови, що складаються із головного пагона з гілками, що мають ризоїди та мутовчасто сидячих на них членистих бічних пагонів. Меживузля і членики бічних пагонів завжди утворені лише однією витягнутою клітиною, а у видів роду Хара ці клітини зовні обростають ще одним шаром лінійно розміщених додаткових клітин.
Харофітна структура настільки своєрідна, що шляхи її виникнення не зовсім вивчені і в еволюційному плані є тупиковою.