大多数种类产于淡水，部分类群海产，少数陆生，营浮游和固着生活。

本纲种类数量较大且形态多样。有单细胞的、群体的或多细胞的；群体定形或不定形；多细胞个体为球形、分枝和不分枝的丝状体；除极少数外，绿藻的营养细胞多具有细胞壁，细胞壁的外层是果胶质，内层是纤维质；鞘藻属和毛鞘藻属的细胞壁还有几丁质。通常具有1至多个细胞核，有液泡，在一些群体的团藻类中有明显的胞间连丝；每个营养细胞都具1至数个色素体，色素体的形状多样，有杯状、星状、带状、片状、网状、粒状等；绝大多数种类的营养细胞含有1至多个蛋白核，少数种类没有；游动细胞具有2、4根或更多等长的鞭毛。

本纲的生殖方式同样是多样的。其最主要的特征是闭合的有丝分裂和藻质体介导的胞质分裂。生殖方式主要有3种：①营养繁殖，部分丝状或其他形状的藻体用藻体断裂分离的方式形成新个体。②无性生殖，藻体常产生动孢子，萌发形成新藻体；这是最常见的生殖方式。此外，还可以形成静孢子，或厚壁孢子。③有性生殖，通过配子的结合，形成合子；合子萌发形成新个体。配子结合的方式有同配、异配和卵配3种。有的还可进行单性生殖。

生活史具有2种类型：①单倍体的藻体型。生活史中只有合子是双倍的，合子在萌发时即进行减数分裂。这一类型的绿藻很多，如衣藻，没有世代交替。②双单倍体的或称单双倍体的藻体型。这一类型的绿藻有世代交替，即在生活史中，有性世代与无性世代交替出现：有性世代的植物体即配子体，产生单倍的配子；配子结合成为双倍的合子；合子发育成为无性世代的植物体即孢子体，产生孢子；减数分裂在产生孢子的过程中进行；孢子又发育成为配子体，如此循环往复。

根据F.乐利特（2012）报道，本纲主要包括5目：衣藻目（Chlamydomonadales）、环藻目（Sphaeropleales）、胶毛藻目（Chaetophorales）、楯毛藻目（Chaetopeltidales）、鞘藻目（Oedogoniales）。中国有5目。这5个主要分支的亲缘关系同样存在一定的问题。核糖体rDNA和叶绿体基因组也没有很好地解决该纲的亲缘关系。绿藻纲的祖先最可能是具有4根鞭毛和DO+DO接合生殖的种类。鞭毛基体排列方式为顺时针（CW）的种类在衣藻目和胶毛藻目中独立进化。

部分藻类（如雨生红球藻、盐藻）能用于生产保健品、油脂以及净化水质。