物的质体不同，灰藻的质体被肽聚糖包被，证明其曾与蓝藻内共生，从而获得质体。灰藻含有叶绿素a，与红藻和蓝藻一样通过藻胆体（Phycobilisome）接收光合作用所需要的阳光，这一结构中含有大量绿色植物已丧失的藻胆蛋白。灰藻的另一项特色是其碳固定过程在细胞质基质中进行，同样与红藻类似而与绿色植物的不同。灰藻含有线粒体，其具有平滑的嵴，以没有中心粒的方式行有丝分裂。能运动的状态下的灰藻具有不等长的两根鞭毛。
系统发育与分类.
外类群.灰藻的近缘类群有红藻、皮胆