Bien que les Diatomées se fixent sur les plantes ou les coquillages, jamais cette adhérence ne dégénère en parasitisme. Il existe des gisements fossiles de Diatomées des eaux douces ou marines; on en rencontre même au Pliocène. La ville de Richmond (États-Unis) est bâtie sur un banc de Diatomées fossiles. Les valves des Diatomées fossiles, étant privées de cellulose, sont utilisées dans l'industrie et employées comme tripoli. La silice des valves étant poreuse, on a utilisé les gisements de Diatomées pour rendre transportable la nitro-glycérine, dont les Diatomées absorbent 70 % de leur poids; la dynamite ainsi constituée devient maniable sans crainte d'explosions.

En 1702, pour la première fois, Leeuwenhoeck observa un petit corps microscopique, qui était une Diatomée. Après lui Joblot (1714), W. Arderon (1745) et Otto Müller (1773 à 1779) découvrirent des espèces nouvelles. L'attention des observateurs ne fut attirée sur ces petits êtres qu'en 1782, lorsque Otto Müller décrivit le Vibria paxillifer et quelques autres espèces. Gmelin, en 1788, imposa à l'espèce de Müller le nom de Bacillaria paradoxa, devenue aujourd'hui Bacillaria paxillifer. Elle devint le type de la famille des Bacillariées, étudiée d'une façon toute particulière par Nitzsch (1817). Candolle (1805) et Agardh après lui (1830-1832) changèrent le nom de ce groupe (alors considéré comme une famille) et lui donnèrent, contre toutes les lois de la nomenclature, le nom de Diatomacées, que l'usage a longtemps consacré. Parmi les auteurs qui ont les premiers étudié les Diatomées, on citera : Ehrenberg (1832-1866), Kuetzing (1834-1844), Brébisson (1838-1854), W. Smith (1853-1856), puis ensuite Gregory, Ralls, Greville, Grunow, O'Meara, Bailey, etc.
 

Cellule de diatomée. - BB B'B', cytoplasme; A, noyau et nucléole; C, C, chromatophores; E, E, goutelettes d'huile; D, cavité centrale; FF' valves; GG G'G', connectifs (D'après J. Deby).

L'unique cellule qui constitue une Diatomée a reçu le nom de frustule; elle est en tout semblable pour la composition aux cellules ordinaires. Elle comprend un nucléus, un nucléole, un cytoplasme finement granuleux, un liquide hyalin intracellulaire, un endochrome et quelques globules très réfringents. Mais ces petites Algues se distinguent surtout de toutes les autres Algues unicellulaires par une enveloppe de cellulose imprégnée de silice pure et formée de deux pièces ou valves, s'emboîtant à frottement comme une boîte et son couvercle, au moyen de deux anneaux qui forment les bords et qui ont reçu le nom de zones. Cette enveloppe silicifiée est sécrétée par la membrane cellulaire de l'utricule primordiale. Après leur formation, les valves ne sont pas susceptibles d'accroissement, mais elles peuvent affecter les formes les plus variées. Suivant les genres ou les espèces, elles sont circulaires, elliptiques, ovoïdes, carrées, quadrangulaires on triangulaires, polygonales régulières et même irrégulières, linéaires, cunéiformes, lunulées ou naviculées. Les valves sont fréquemment munies d'appendices : poils, dents, cornes ou processus divers; leur surface est ornée de stries souvent très fines et très serrées, de côtes, de ponctuations ou d'alvéoles. Tous ces ornements affectent généralement des dispositions régulières ou symétriques et très élégantes.

Navicula radiosa (à gauche) et Pleurosigma angulatum (d'après Pelletan).

Chez plusieurs genres, il se développe, entre les deux valves des frustules, un certain nombre de diaphragmes perforés, qui traversent toute la cellule parallèlement aux valves, ou des pseudo-diaphragmes, qui ne traversent pas le frustule et qui alternent entre eux. Les zones peuvent être plus ou moins larges; elles sont articulées avec les valves par une simple suture et peuvent s'accroître par leur bord libre. Elles sont ordinairement lisses, mais chez quelques espèces elles portent des ornements comme les valves.

Surirella fastuosa (à gauche) et Rhabdonema adriaticum.

Division de cellules. - BB B'B', cytoplasme; A, noyau et nucléole; C, C, chromatophores; D, cavité centrale; FF', valves; GG G'G', connectifs.

La multiplication des Diatomées s'accomplit comme dans toutes les cellules végétales. Dès que le noyau s'est divisé, Les valves s'écartent, jusqu'à ce que les zones, glissant l'une sur l'autre n'aient plus entre elles qu'un très faible contact. On voit alors se développer une cloison, formée de deux parties appliquées l'une sur l'autre. Chacune de ces parties est une valve nouvelle, qui ferme les anciennes valves en dedans de la zone. Ce n'est que plus tard que se forment les zones des nouvelles valves, qui complètent les deux jeunes frustules. Ces derniers, formés dans deux valves inégales, n'ont naturellement pas la même dimension, puisqu'il n'y a pas d'accroissement après la division de la cellule. Par suite de leur multiplication. les Diatomées diminuent donc de volume, mais il existe une limite à cette décroissance. Dès que la Diatomée est arrivée à la moitié de son volume ordinaire, il se produit un rajeunissement de la cellule et la Diatomée reprend sa plus grande dimension. On ne connaît pas de reproduction par spore ou par germe. 

Diatomée divisée. - ff', valves nouvelles.

La classification des Diatomées.

Il existe un grand nombre de classifications des Diatomées plus ou moins empiriques. L'une d'elles, par exemple, se fonde sur la disposition fixe de l'endochrome et sur son rapport avec la forme des valves; les Diatomées y forment deux grands groupes : les Placochromaticées à endochrome lamelleux et les Coccochromaticées à endochrome granuleux.  Une autre classification repose sur l'ornementation qui peut être radiale ou à symétrie bilatérale; dans le premier cas, on parle de Centriques ou Bidulphiales, dans le second de Pennées ou Bacillariales. Le tableau suivant donne une vision plus élargie de cette sous-classe, en la divisant en trois sous-classes. Aux Bacillariophycées, s'ajoutent ainsi les sous classes des Coscinodiscophycées et des Fragilariophycées :