Laut der University of Colorado sind Kieselalgenarten sehr spezifisch in Bezug auf die Wasserchemie, in der sie leben, und haben dort, wo sie wachsen, einen bestimmten pH- und Salzgehaltsbereich. Sie haben auch spezifische Toleranzen für andere Umweltvariablen, wodurch sie sich für die Umweltbewertung und -überwachung eignen. Darüber hinaus können fossile Kieselalgen verwendet werden, um Zustände der Vergangenheit zu bestimmen.
Jede Kieselalgenart hat unterschiedliche Anforderungen an den pH-Wert, den Salzgehalt, die Nährstoffkonzentration, das suspendierte Sediment, das Fließverhalten und die Höhe, in der sie wachsen wird. Daher werden verschiedene Arten unter verschiedenen Bedingungen gefunden. Darüber hinaus zersetzen sich die Silica-Zellwände einer Kieselalge nicht, sodass Kieselalgen in Meeres- und Seesedimenten verwendet werden können, um die Bedingungen der Vergangenheit zu interpretieren, indem die Vorlieben moderner Arten mit den Fossilien vergangener Kieselalgen verglichen werden. Kieselalgen sind auch weltweit wichtige Quellen für die Kohlenstofffixierung und dienen als "Biokraftstoff" für aquatische Nahrungsnetze. Es wird geschätzt, dass 40 Prozent des Sauerstoffs der Erde von Kieselalgen produziert werden.
Laut der University of California in Berkeley haben Kieselalgen einen umfangreichen Fossilienbestand, der bis in die Kreidezeit zurückreicht. Einige Gesteine bestehen fast ausschließlich aus fossilen Kieselalgen und werden Kieselgur oder Kieselgur genannt. Diese Vorkommen werden kommerziell als Schleifmittel und Filterhilfsmittel abgebaut.
