藻类化石的研究对地层划分有一定意义。如蓝藻、红藻对晚前寒武纪地层，硅藻、轮藻、沟鞭藻对中、新生代陆相地层的划分对比都很重要。古藻类学研究地质历史时期的沉积物中藻类化石的形态与结构、成分、分类系统、时空分布与演化、古生态及底栖宏体藻类为主体的化石生物群。这些研究揭示了新元古代雪球解冻后中国华南地区温暖海洋中生物繁茂的重要一幕，是人类认识早期多细胞生物演化的重要化石依据。古藻类学的另一重要应用领域是和地层学结合，成为地层划分、对比和揭示古环境的重要手段，这在某些方面与其他学科有叠合，如轮藻化石的研究既是古藻类学的内容，也被微体古生物所包含，而沟鞭藻同属古藻类学和广义的孢粉学的内容。