Siguiendo nuestra definición del término alga, la mayoría de los grupos de algas se consideran fotoautótrofos, es decir, que dependen totalmente de su aparato fotosintético para sus necesidades metabólicas, utilizando la luz solar como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono para producir carbohidratos yATP. La mayoría de las divisiones de las algas contienen especies heterótrofas incoloras que pueden obtener carbono orgánico del medio ambiente externo, ya sea absorbiendo sustancias disueltas (osmotrofia) o engullendo bacterias y otras células como presas particuladas (fagotrofia). También existen algas que no pueden sintetizar componentes esenciales, como las vitaminas del complejo B12 o los ácidos grasos, y tienen que importarlos; estas algas se definen como auxotróficas.
Sin embargo, está ampliamente aceptado que las algas utilizan un complejo espectro de estrategias nutricionales, combinando la fotoautotrofia y la heterotrofia, lo que se denomina mixotrofia. La contribución relativa de la autotrofia y la heterotrofia al crecimiento dentro de una especie mixotrófica varía a lo largo del gradiente, desde las algas cuyo modo de nutrición dominante es la fototrofia, pasando por aquellas para las que la fototrofia o la heterotrofia proporcionan suplementos nutricionales esenciales, hasta aquellas para las que la heterotrofia es la estrategia dominante. Algunos mixótrofos son principalmente fotosintéticos y sólo utilizan ocasionalmente una fuente de energía orgánica. Otros mixótrofos satisfacen la mayor parte de su demanda nutricional mediante la fagotrofia, pero pueden utilizar algunos de los productos de la fotosíntesis de los cloroplastos de las presas secuestradas. La fijación fotosintética del carbono y el uso de alimentos particulados como fuente de nutrientes principales (nitrógeno, fósforo y hierro) y factores de crecimiento (por ejemplo, vitaminas, aminoácidos esenciales y ácidos grasos esenciales) pueden mejorar el crecimiento, especialmente en entornos extremos donde los recursos son limitados. La heterotrofia es importante para la adquisición de carbono cuando la luz es limitante y, a la inversa, la autotrofia mantiene una célula durante períodos en los que el alimento en partículas es escaso.
Sobre la base de sus estrategias nutricionales, las algas se clasifican en cuatro grupos:

• Algas heterótrofas obligadas. Son principalmente heterótrofas, pero son capaces de mantenerse por fototrofia cuando las concentraciones de presas limitan el crecimiento heterótrofo (por ejemplo, Gymnodium gracilentum, Dinophyta).
• Algas fotótrofas obligadas. Su principal modo de nutrición es la fototrofia, pero pueden complementar el crecimiento por fagotrofia y/o osmotrofia cuando la luz es limitante (por ejemplo, Dinobryon divergens, Heterokontophyta).
• Algas mixotróficas facultativas. Pueden crecer igualmente bien como fotótrofas y asheterótrofas (por ejemplo, Fragilidium subglobosum, Dinophyta).
• Algas mixótrofas obligadas. Su principal modo de nutrición es la fototrofia, pero la fagotrofia y/o la osmotrofia proporcionan sustancias esenciales para el crecimiento (las fotoauxotrofas pueden incluirse en este grupo) (por ejemplo, Euglena gracilis, Euglenophyta).