水藻在生態系統中扮演著多種重要角色，具體包括：
氧氣供應。水藻通過光合作用吸收二氧化碳並釋放氧氣，為水生生物提供氧氣，有助於減緩全球氣候變化。
能量來源。水藻是水生食物鏈的重要組成部分，為水生生物提供食物，例如許多魚類和無脊椎動物以水藻為食。
水質調節。水藻能夠吸收廢水中的營養物質如氮、磷等，減少水體富營養化，同時吸收重金屬等有害物質，淨化水體。
生態平衡。通過吸收營養物質和釋放氧氣，水藻調節生態系統中物質循環和能量流動，維持生態系統穩定性。
種植固土。水生植物的根系能夠固定泥沙和土壤，防止水土流失。
生物多樣性。水藻具有極高的物種多樣性，不同種類的水藻共同存在，構成複雜的生態網路，對維持水生生物多樣性和生態系統穩定性具有重要影響。
此外，某些水藻可作為人類或魚類的食物來源，如海帶、紫菜等。