Negli ambienti acquatici, laghi, bacini artificiali, mari e oceani, il primo livello della catena alimentare è rappresentato principalmente da organismi costituiti da un'unica cellula (unicellulari), alghe o cianobatteri (indicati in passato come alghe verdazzurre, anche se in realtà si tratta, come dice il loro nome, di specie batteriche), che possono vivere liberamente in acqua (fitoplancton) o stare sul fondo in aree poco profonde, ove vi sia sufficiente luce per la fotosintesi (fitobentos). Circa il 2% delle specie conosciute può rappresentare un pericolo per la salute dell’ambiente, degli animali e dell'uomo.
I motivi sono di diversa natura:

produzione di sostanze tossiche o tossine, in alcuni casi anche mortali per gli altri organismi incluso l'uomo
crescita e densità esagerate, tanto da formare una spessa patina sulla superficie dell'acqua (fioriture) e da colorare l'acqua in cui crescono. Durante le fioriture, le alghe possono ostruire le branchie dei pesci, causandone la morte per asfissia, ma morti massicce di organismi acquatici possono più frequentemente essere causate dalla diminuzione dell'ossigeno disciolto nell'acqua durante la decomposizione delle cellule morte. Si possono anche formare accumuli di masse maleodoranti sulle spiagge che, anche in assenza di tossicità, creano disagi alla popolazione residente sulle rive dei laghi interessati o sulla costa, causando anche importanti danni economici in aree turistiche

Durante gli ultimi quarant'anni si è verificato un aumento significativo, su scala mondiale, delle fioriture di alghe, comprese quelle tossiche (vale a dire quelle specie che producono tossine).
I fattori alla base della diffusione delle alghe sono molti. Alcuni sono naturali, come la dispersione di specie di alghe da parte di correnti e tifoni in grado di spostare masse di sedimenti contenenti cisti (cellule resistenti).
Molti altri, legati ad attività dell'uomo (antropiche) come lo scarico delle acque di galleggiamento delle navi da un mare all'altro, l'importazione di molluschi per l'acquacoltura, la costruzione di grandi impianti di acquacoltura in aree costiere. I fattori legati alle attività umane, inoltre, contribuiscono al fenomeno dell'eutrofizzazione, vale a dire alla presenza di livelli molto alti di nutrienti, come il fosforo e l'azoto, che stimolano la crescita delle alghe.
Un ruolo è infine svolto dai cambiamenti climatici, per l'aumento della temperatura negli oceani, la variazione dell'acidità delle acque e la maggior frequenza di eventi estremi come alluvioni e siccità.
Molte alghe marine, e le tossine che producono, sono conosciute da tempo ed erroneamente si pensa che interessino solo l'area tropicale. Anche se in passato la maggior parte delle segnalazioni ha riguardato quella zona geografica, negli ultimi anni sempre più frequentemente il fenomeno delle fioriture di alghe ha interessato le aree temperate, inclusa l'Europa.
Le tossine prodotte causano vari tipi di disturbi per la salute umana, sia a causa del contatto associato ad attività di balneazione, attività sportive e ricreative in genere svolte in acqua, sia a causa dell'ingestione di organismi marini che si nutrono delle alghe e accumulano le tossine, risultando così contaminati.
Durante le fioriture, infatti, pesci, molluschi e crostacei che filtrano l’acqua e/o si cibano di alghe possono accumulare le tossine al loro interno, senza mostrare apparenti danni, e risultare comunque tossici per i consumatori.
La presenza nei prodotti ittici di alcune tra le tossine più note è monitorata per legge in molti Paesi (inclusa l'Italia) fin dagli anni 70 e 90 del secolo scorso. Inoltre, nel 2009 l'EFSA ha stabilito la quantità che può essere consumata nell'arco di 24 ore senza rischi apprezzabili per la salute (la cosiddetta dose acuta di riferimento) per varie tossine (acido okadaico, azaspiracidi, yessotossine, saxitossine, pectenotossine e acido domoico) prodotte da alghe diverse.
Relativamente agli effetti associati alla balneazione, il caso più noto in Italia è quello avvenuto nel 2005 in Liguria, quando per la prima volta circa 200 persone ebbero problemi di salute dopo aver frequentato la spiaggia antistante Genova. Il caso fu ampiamente riportato dalla stampa locale e nazionale sia per il numero di persone coinvolte, sia perché furono necessari alcuni giorni prima che l'Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente della Liguria (ARPAL) concludesse le analisi e si potesse ipotizzare che la causa dei disturbi potesse essere la fioritura di una alga nota come Ostreopsis ovata.