红藻的植物体类型有单细胞、不规则群体、简单丝状、分枝丝状、不分枝丝状、垫状或圆柱状。绝大多数红藻是多细胞体，但没有像褐藻那样大型的物种。多细胞的植物体少数是简单的丝状体，多数是由许多丝状体组成的垫状或圆柱状的植物体，复杂的丝状体有单轴型和多轴型之分，且在较高等的类型中，常有类似组织的分化。红藻的生长方式多数为顶端生长，其是由一明显的圆顶形的顶端细胞分裂的结果，少数为居间生长，很少见的是散生长。由于各种红藻生活的水层不一，所含的色素比例不同，因此颜色从鲜红色到深红色不等，同时也有少数种类呈绿色、蓝绿色或浅褐色。 大多数红藻有时具特殊结构的红藻纹孔塞（pit plug），细胞间靠纹孔塞连接，在显微镜下可见横壁上细条纹或“逗点”，过去称胞间连丝，电镜观察表明纹孔塞有多种结构类型。
红藻的细胞壁由内、外两层组成。内层为坚韧的纤维质，紧贴于细胞质，由纤维素组成；外层为果胶质，由藻胶组成。有些物种的细胞壁上还发生钙化作用，如珊瑚藻。细胞壁内含原生质及1个轴生星状的或多数周生盘状的色素体，具1个无鞘蛋白核或不具蛋白核。少数物种细胞质黏度很高，因此原生质体紧贴于细胞内壁不易发生质壁分离，但多数物种对培养液浓度的变化是很敏感的。
红藻细胞的细胞核数目不定，多数种类只具1个细胞核，有些种类在幼体时期为单核，成熟时期则变为多核，且核数目与体积的大小无关。核中往往有1个（有时几个）明显的核仁，此外还有发达的核网，并有染色质颗粒，染色质的含量很少。
红藻色素体包被由两层膜组成，类囊体单条分布在色素体内，1条或有时2条类囊体沿色素体周边排列。色素体DNA不为环状，而是多数小的，直径1~2μm的“疱“分散在整个色素体内。红藻色素体的形状、数目的多少，往往作为物种进化的标准之一。原始的红藻细胞内只有1个轴生星形色素体，中央含有1个无鞘蛋白核。在高等物种的光合作用细胞中，有大的单一侧生色素体，而老细胞的侧生色素体往往成片状或分裂，有的甚至断裂成带状。 色素体所含的光合色素有叶绿素a、叶绿素d、叶黄素和胡萝卜素。另外还含有辅助色素藻红素与藻蓝素，前者含量多，后者含量少。无叶绿素b和叶绿素c，半球形的藻胆体附着在类囊体表面上。
许多红藻的光合作用产物是红藻淀粉和红藻糖，而有些红藻体中有硝酸盐和碘化物存在，有些物种体内的维生素含量也很高。红藻淀粉通常为小颗粒，直径为3~4μm，分布于细胞质中，也有的附着于色素体上，但不被色素体包埋。大的淀粉颗粒呈盘型、锥形或具纹层的不规则多角形。
红藻的繁殖方式有无性生殖和有性生殖两种方式，生殖细胞都不具鞭毛，这是红藻门物种的重要特征。无性生殖除少数种类由营养细胞直接分裂外，多数由单孢子囊中形成的单孢子，或由四分孢子囊屮形成的四分孢子来进行。有性生殖为卵式生殖：雄性生殖器官为不动精子囊，其中只产生1个雄配子，即不动精子；雌性生殖器官叫果胞，为单细胞瓶状，上部突出为受精丝；不动精子成熟后，从不动精子囊释放出来，随水漂流，如果碰到果胞的受精丝就贴着上面，然后其内容物进人果胞进行受精作用。当果胞受精后，有些种类由合子直接分裂产生果孢子；有些种类就从果胞基部四周长出产生果孢子囊的丝体特称产胞丝，在产胞丝顶端或侧面长出果孢子囊，在果孢子囊里各产生1个果孢子。果胞及其辅助结构——产孢丝、 果孢子囊等合称“囊果”。 红藻的生活史可归纳为两个类型，即无孢子体型和有孢子体型。如果果孢子是经过减数分裂产生的，由它萌发后只能成为配子体，这类生活史属于无孢子体型；如果孢子是没有经过减数分裂产生的，有它萌发后除了独立自养的配子体和寄生在配子体上的果孢子体外，还有一个独立自养的孢子体阶段，这类生活史属于有孢子体型。
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