Die Rotalgen werden in der Abteilung Rhodophyta zusammengefasst, und sind darin alle Teil der Klasse Rhodophyceae. Sie gehören zu den Eukaryonten.
Es gibt insgesamt etwa 4000 Arten von Rotalgen, die in der Mehrzahl in der Litoralzone des Meeres vorkommen. Die Küsten Australiens beherbergen eine vergleichsweise große Artenvielfalt. Einige wenige Arten finden sich auch im Süßwasser in Bächen, und manche einzelligen Rotalgen kommen im feuchten Erdreich vor. Die Mehrzahl der Rotalgen sind jedoch Mehrzeller.
Rotalgen sind durch Fossilien seit dem Ordovicium bekannt. Sie werden in die große Gruppen der Florideen (Florideophyceae) und einige kleinere Gruppen (Cyanidium, Porphyridiales, Compsopogonales, Bangiales) eingeteilt.
Rotalgen sind autotrophe Organismen, die ihren Energiebedarf durch Photosynthese decken. Rotalgenzellen enthalten photosynthetisch aktive Chromatophoren, auch Rhodoplasten genannt, die Chlorophyll a (aber nicht, wie alle höheren Pflanzen, Chlorophyll b) enthalten. Allen Rotalgen gemeinsam ist das Farb- und Namengebende Phycoerytrin, das ein Hilfsstoff bei der Photosynthese ist, der Rotalgen besonders an kurzwelliges Licht anpasst. Da kurzwelliges Licht tiefer in Wasser eindringt, ist es einsichtig, dass Rotalgen in tieferem Wasser (bis 200 m) als andere Pflanzen vorkommen können.
Neben ihrer Photosynthese unterscheiden die Rotalgen sich auch von allen anderen Organismen durch ihre Florideenstärke, in denen sie ihre Nährstoffe speichern.
Eine weitere Besonderheit der Rotalgen ist ihre Fortpflanzung: Als einzige Organismengruppe haben Rotalgen drei Generationen im Lebenszyklus (siehe Lebenszyklus der Rotalgen).
Rotalgen werden vom Menschen genutzt. Sie liefern Agar-agar für die experimentelle Biologie, und werden insbesondere in Asien direkt als Nahrungsmittel genutzt.