Las células de las algas verdes son similares a las de las plantas superiores. También tienen núcleos y cloroplastos, y pigmentos, nutrientes almacenados y componentes de la pared celular similares. Entre los pigmentos, la clorofila a y la clorofila b son los más abundantes, además de la luteína y el caroteno, por lo que aparece de color verde. Los nutrientes almacenados son principalmente almidón y aceite. En el cloroplasto hay de uno a varios núcleos de almidón. El componente de la pared celular es principalmente celulosa. Las células nadadoras tienen 2 o 4 flagelos terminales tipo látigo de cola de igual longitud.
Las algas verdes se presentan en diversas formas, incluidas células individuales, colonias, filamentos o frondas. Los métodos de reproducción también son diversos. La reproducción asexual y la reproducción sexual son comunes. Algunas especies tienen alternancia de generaciones en sus historias de vida.