Secondo l'Università del Colorado, le specie di diatomee sono molto particolari sulla chimica dell'acqua in cui vivono e hanno una gamma distinta di pH e salinità dove crescono. Hanno anche tolleranze specifiche per altre variabili ambientali, che le rendono idonee per essere utilizzate nella valutazione e nel monitoraggio ambientale. Inoltre, le diatomee fossili possono essere utilizzate per determinare le condizioni del passato.
Ogni specie di diatomea ha requisiti distinti per pH, salinità, concentrazione di nutrienti, sedimento sospeso, regime di flusso e elevazione in cui crescerà. Pertanto, diverse specie si trovano in condizioni diverse. Inoltre, le pareti cellulari di silice di una diatomea non si decompongono, quindi le diatomee nei sedimenti marini e lacustri possono essere utilizzate per interpretare le condizioni del passato confrontando le preferenze delle specie moderne con i fossili delle diatomee passate. Le diatomee sono anche importanti fonti globali di fissazione del carbonio e fungono da "biocarburante" per le reti alimentari acquatiche. Si stima che il 40% dell'ossigeno terrestre sia prodotto da diatomee
Secondo l'Università della California a Berkeley, le diatomee hanno una vasta documentazione fossile risalente al periodo Cretaceo. Alcune rocce sono formate quasi interamente da diatomee fossili e sono chiamate diatomite o farina fossile. Questi depositi sono estratti commercialmente come abrasivi e materiali filtranti.
