Вегетативное размножение. При вегетативном размножении части таллома отделяются от материнского растения без каких-либо заметных изменений в клетках. У колониальных форм происходит дробление колоний, которые дают начало новым более мелким колониям. У водорослей может наблюдаться фрагментация таллома, например, у нитчатых - у спирогиры (Spirogyra), при этом нить расщепляется вдоль и образуются две новые нити. Одноклеточные особи, например Euglena, делятся митотически на две одинаковые половинки. 
У более сложно устроенных видов водорослей, например, у Fucus, на главном талломе (слоевище) могут образовываться дополнительные талломы, отламываясь, они образуют новые организмы. 

Бесполое (или споровое) размножение осуществляется  зооспорами, снабженных ундулиподиями, или (у большого числа водорослей) с помощью апланоспор, неподвижных клеток, лишенных ундулиподиев и развивающихся в спорангиях. В спорангиях перед образованием спор присходит мейоз, редукционное деление, что достаточно характерно, например, для багрянок. Споры со жгутиками могут формироваться у многих водорослей, например, у Chlamidomonas. У бурых водорослей могут образовываться неподвижные апланоспоры, пассивно переносимые током воды. 

Половое размножение. Этот способ размножения широко распространен  у представителей всех отделов  водорослей, как у багрянок, так  и  у настоящих водорослей.  При половом размножении организмов, в т.ч. и водорослей, происходит объединение гнентического материала двух особей одного и того же вида с образованием зиготы. У водорослей половые гаметы обычно образуются в особых структурах, которые называются гаметангиями. Мужской гаментангий называют антеридием, а женский – оогонием,  у красных водорослей - карпогоном. У красных водорослей известен только оогамный половой процесс, а подвижные стадии в цикле развития полностью отсутствуют, споры и гаметы всегда лишены ундулиподиев. У нстоящих водорослей существует хологамия, изогамия,  гетерогамия  и  оогамия.
Оогоний - это простой женский гаментангий, который встречается у многих водорослей, а также у грибов (Micota). В антеридии образуются мужские гаметы, которые называются сперматозоидами, спермиями или спермациями.
Изогамия. Суть этого явления заключается в слиянии двух идентичных гамет (изогамет). Изогамны Spirogira и некоторые виды Chlamidomonas.
Хологамия. Простейшая форма полового процесса у одноклеточных организмов (вольвоксовые), при котором не образуются специальные половые клетки, а происходит слияние двух особей.
Гетерогамия. Тип полового процесса, при котором мужские и женские гаметы, сливающиеся при оплодотворении, различны по форме и размеру. Характерна многим группам водорослей, особенно настоящим водорослям.
Оогамия. Половой процесс, при котором сливаются резко различные по размерам, форме и поведению. Свойственна всем водорослям. У багрянок женский орган, называемый карпогоном, состоит из расширенной базальной части – брюшка, заключающего крупную и гаплоидную яйцеклетку, и отростки – трихогины. Антеридии, или мужской орган, часто представляют собой мелкие бесцветные клетки, содержимое которых освобождается в виде мелких, голых, лишенных или имеющих один–несколько ундулиподиев (жгутиков) мужских гаплоидных элементов – спермациев. Выпавшие спермации переносятся токами воды и прилипают к трихогине, затем перемещается в брюшную полость карпогона и сливается с женским ядром. Образовавшиеся карпоспоры содержат зиготу.
Коньюгация. Характерна  некоторым зеленым водорослям, когда сливается содержимое двух недифференцированных клеток, физиологически выполняющих функции гамет.