Thực vật phù du rất cần thiết vì chúng tạo nên nền tảng của chuỗi thức ăn dưới biển. Thực vật phù du là nguồn thức ăn chính cho mọi thứ từ sinh vật cực nhỏ đến cá voi. Thực vật phù du cũng loại bỏ một lượng lớn carbon dioxide khỏi khí quyển, giúp điều chỉnh nhiệt độ bề mặt toàn cầu. Ngay cả những thay đổi nhỏ trong quần thể thực vật phù du cũng có thể ảnh hưởng đến khí quyển và khí hậu.
Thực vật phù du là những vi sinh vật quang hợp được tìm thấy ở các lớp có ánh nắng mặt trời phía trên của đại dương, hồ và sông. Thực vật phù du sử dụng carbon dioxide hòa tan trong nước để tạo ra các hợp chất hữu cơ, tạo thành cơ sở của lưới thức ăn biển. Những sinh vật này chiếm một nửa tổng số hoạt động quang hợp trên Trái đất và chuyển khoảng 10 gigatt carbon từ khí quyển xuống đáy đại dương mỗi năm.
Thuật ngữ thực vật phù du dùng để chỉ tất cả các vi sinh vật quang dưỡng được tìm thấy trong các hệ sinh thái dưới nước. Thực vật phù du rất đa dạng, với khoảng 5.000 loài sinh vật nhân sơ vi khuẩn và vi khuẩn khảo cổ đã biết. Tảo cát, tảo hai roi và vi khuẩn lam là những nhóm thực vật phù du quan trọng nhất. Những sinh vật này cũng thải ra một lượng đáng kể một loại khí quan trọng trong khí quyển được gọi là dimethyl sulfide, một loại sulfat bị oxy hóa có vai trò trong việc hình thành mây. Hầu hết các loài thực vật phù du không thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng có thể tạo ra các mảng màu có thể nhìn thấy trên mặt nước khi xuất hiện với số lượng đủ lớn.
