Ces microalgues sont revêtues d’une carapace faite de plaques de cellulose, souvent entrecoupée de deux sillons, dans lesquels sont incérés deux flagelles appelés Nocticula. Ces flagelles permettent aux dinoflagellés de se déplacer, mais sont aussi, pour certaines espèces, une arme leur permettant de capturer leur proie. En effet, si la moitié d'entre eux sont photosynthétiques, d’autres se nourrissent d'autres espèces de plancton qu’elles capturent.
Ces organismes aquatiques des milieux chauds ou tempérés vivent dans les eaux marines ou saumâtres. Certaines espèces vivent agglomérées en forme de colonies, d’autres sont fixées et filamenteuses, ou parasites des animaux. La plupart des espèces sont asexuées et se multiplient par fission. Certaines peuvent former des kystes qui restent dormants jusqu’à apparition de conditions favorables.

 

Parmi les 2000 espèces connues, certaines sont capables de bioluminescence, c'est-à-dire qu’elles sont capables de produire et d’émettre de la lumière. Lorsque les conditions leur sont favorables, leur prolifération peut provoquer l’apparition d’eaux colorées. Les deux genres les plus connues sont Dinophysis et Alexandrium, à cause de leur caractère toxique :

- Dinophysis produit des toxines DSP (Diarrhetic Shellfish Poison) qui ont comme leur nom l’indique, des effets diarrhéiques sur le consommateur (vomissements, diarrhées…).

- Alexandrium produit des toxines PSP (Paralytic Shellfish Poison) qui peuvent entraîner des paralysies locales comme totales chez le consommateur.

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