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La notion d'algue filamenteuse est ambiguë car regroupant un vaste ensemble d'organismes autotrophes classés dans plusieurs embranchements (algues, bactéries...). Ce terme ne désigne donc pas un genre précis d'algue (une algue est typiquement caractérisé par ses pigments et ses réserves cellulaires) mais aussi un vaste ensemble d'organismes capables de photosynthèse et de former des « filaments ». Ces filaments peuvent être linéaires et/ou ramifiés, fixés ou libres.
La photosynthèse est « obligatoire » dans le cas des algues « vraies », et facultative dans le cas des bactéries cyanophycées filamenteuses photosynthétiques (qui à la différence des algues vraies ne contiennent pas de plastes).
Du point de vue de l'hydrobiologie, les peuplements d'algues filamenteuses sont une composante importante de la végétation aquatique flottante, dérivante et du périphyton fixée sur les substrats inertes ou vivants (épiphytes), en eaux douces, saumâtres et marines.
Ces organismes sont parfois susceptibles de devenir envahissants dans les aquariums, dans les bassins artificiels et dans la nature comme lors d'une efflorescence algale ("bloom") saisonnière en saison chaude et forte luminosité. Certaines de celles-ci sont considérées comme un phénomène émergent bioindicateurs de déséquilibres écologiques ou de situation d'eutrophisation voire de dystrophisation.