Se han descrito 400 especies en 40 géneros, viven la mayoría en las aguas dulces.
Formas amboides, sifonales, pasando por todos los niveles de organización del talo.
Cloroplastos verdes con clorofila a y c.

Como pigmentos accesorios presenta las xantofilas: heteroxantina y vauqueriaxantina. Como sustancia de reserva posee crisolaminaria y aceites.

Las células flageladas presentan 2 flagelos heterocontos y desiguales. Pared celular formada por 2 mitades encajadas, compuestos de microfibrillas de celulosa e impregnadas de ácido silícico. Algunas especies forman cistes endógenos con la pared impregnada de ácido silícico: los cistes tienen forma de caja con una parte basal y la tapa.

La mayoría de las Xantofíceas se multiplican vegetativamente, solo en un genero se conoce la reproducción sexual.