Selon l'Université du Colorado, les espèces de diatomées sont très particulières à propos de la chimie de l'eau dans laquelle elles vivent et ont une gamme distincte de pH et de salinité là où elles poussent. Ils ont également des tolérances spécifiques pour d'autres variables environnementales, ce qui les rend aptes à être utilisés dans l'évaluation et la surveillance environnementales. De plus, les diatomées fossiles peuvent être utilisées pour déterminer les conditions du passé.
Chaque espèce de diatomée a des exigences distinctes en ce qui concerne le pH, la salinité, la concentration en éléments nutritifs, les sédiments en suspension, le régime d'écoulement et l'altitude à laquelle elle se développera. Par conséquent, différentes espèces sont trouvées dans différentes conditions. De plus, les parois cellulaires de silice d'une diatomée ne se décomposent pas, ainsi les diatomées dans les sédiments marins et lacustres peuvent être utilisées pour interpréter les conditions du passé en comparant les préférences des espèces modernes aux fossiles des diatomées passées. Les diatomées sont également d'importantes sources mondiales de fixation du carbone et servent de « biocarburant » pour les réseaux trophiques aquatiques. On estime que 40 % de l'oxygène de la terre est produit par les diatomées.
Selon l'Université de Californie à Berkeley, les diatomées ont un vaste registre fossile remontant à la période du Crétacé. Certaines roches sont formées presque entièrement de diatomées fossiles et sont appelées diatomite ou terre de diatomées. Ces gisements sont exploités commercialement comme abrasifs et auxiliaires de filtration.
