Τα φύκη (στα λατινικά algae; στον ενικό το φύκος (alga), επονομάζονται λανθασμένα και άλγες από τα λατινικά) χαρακτηρίζονται συλλογικά από πολλές ταξινομικές ομάδες φωτοσυνθετικών οργανισμών που δεν ανήκουν στο αυστηρώς ορισμένο βασίλειο των Φυτών (Plantae sensu stricto ή Μετάφυτα ή Εμβρυόφυτα).
Συχνά γίνεται λανθασμένη συσχέτιση των φυκών, με τα ανώτερα φυτά (Αγγειόσπερμα) όπως η Posidonia oceanica, τα οποία ξεβράζονται σε ακτές και παραλίες.
Τα φύκη είναι μια πολυφυλετική κατηγορία οργανισμών, δηλαδή αποτελείται από ταξινομικές ομάδες που δεν είναι άμεσα συγγενικές μεταξύ τους αφού ανήκουν σε διαφορετικά βασίλεια και συνομοταξίες.
Πιο παλιά τα φωτοσυνθετικά βακτήρια κυανοβακτήρια θεωρούνταν και αυτά φύκη. Με την κατάταξή τους όμως εκτός των φυκών, τα φύκη είναι πλέον εξ ορισμού ευκαρυωτικά. Ορισμένα φύκη ανήκουν στο βασίλειο των φυτών, και άλλα στο βασίλειο των πρωτίστων, το οποίο τα τελευταία χρόνια, λόγω της ανάπτυξης της φυλογενετικής ανάλυσης, υφίσταται μεγάλες ανακατατάξεις και αλλαγές, και πιθανό μελλοντικό κατατεμαχισμό σε περισσότερα μονοφυλετικά βασίλεια/κλάδους. Τα μικροφύκη και τα κυανοβακτήρια είναι μονοκύτταροι οργανισμοί, ευρέως διαδεδομένοι σε χερσαία και υδάτινα οικοσυστήματα. Οι πολύπλοκοι μηχανισμοί της φωτοσύνθεσης, η ποικιλομορφία των ειδών και η μεταβολική τους ευελιξία έχουν αυξήσει το ενδιαφέρον για την χρήση αυτών των οργανισμών στη βιοτεχνολογία. Η ευκολία καλλιέργειας τους, η γρήγορη ανάπτυξή τους και η φυσική τους ικανότητα να συσσωρεύουν λιπίδια σε μεγάλες ποσότητες έχουν οδηγήσει σε μια έντονη ερευνητική προσπάθεια για την χρήση τους στην παραγωγή βιοκαυσίμων. Ωστόσο, περίπου 116 είδη κυανοβακτηρίων έχουν αλληλουχηθεί, από τα οποία τα 36 ολοκληρωμένα, ενώ μόλις 30 γονιδιώματα μικροφυκών είναι διαθέσιμα. Για τα κυανοβακτήρια υπάρχει μια βάση δεδομένων με αποκλειστικές πληροφορίες για τα διαθέσιμα γονιδιώματα.
Η βιομάζα των μικροφυκών αποτελεί μια νέα πηγή πρωτεϊνών με σημαντική θρεπτική αξία. Παρόλο το υψηλό κόστος της μαζικής παραγωγής των μικροφυκών που κάποτε αποτελούσε τροχοπέδη, πλέον το 75 % της συνολικής βιομάζας που παράγεται ετησίως χρησιμοποιείται για την κατασκευή συμπληρωμάτων διατροφής που προορίζονται για κατανάλωση από τον άνθρωπο. Αυτά τα πρωτεϊνικά προϊόντα έχουν θεραπευτική, αντικαρκινική και αντιοξειδωτική δράση. H ποιότητα των πρωτεϊνών που παράγονται από τα μικροφύκη είναι γενικά ισοδύναμη με αυτή των συμβατικών πρωτεϊνών που προέρχονται από τα κοινά λαχανικά και σε κάποιες περιπτώσεις υψηλότερη. Εφόσον οι πρωτεΐνες συγκροτούνται από ένα σύνολο αμινοξέων, η διατροφική τους αξία εξαρτάται από την περιεκτικότητα, την αναλογία και τη διαθεσιμότητά τους σε αμινοξέα. Το πρότυπο των αμινοξέων των πρωτεϊνών που απομονώνονται από τα μικροφύκη είναι παρόμοιο στα διάφορα είδη. Για να είναι εφικτή η απομόνωση των επιθυμητών πρωτεϊνών οι επιστήμονες εφαρμόζουν μηχανικές και χημικές μεθόδους που αποσκοπούν στην καταστροφή του κυτταρικού τοιχώματος, την ολική λύση του κυττάρου και την απελευθέρωση του εσωτερικού κυτταρικού υλικού. Επιπλέον, μέσω υδρόλυσης γίνονται προσπάθειες για να βελτιωθεί η μυρωδιά ψαριού και το πράσινο χρώμα των πρωτεϊνών αυτών προκειμένου να αποτελούν ένα πιο ελκυστικό για την αγορά προϊόν. Τα μικροφύκη επιπλέον συμβάλλουν στην καταπολέμηση του καρκίνου, μιας ασθένειας υπεύθυνης για εκατομμύρια θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο. Από τα μικροφύκη λοιπόν εξάγονται κυτταροτοξικά μόρια που θα μπορούσαν να αποτελούν φάρμακα που έχουν ένα πιθανώς διαφορετικό μοντέλο δράσης και συμπληρώνουν τα ήδη υπάρχοντα με ένα καλύτερο τρόπο, ώστε ο συνδυασμός των φαρμάκων αυτών να είναι αποτελεσματικός για την αντίσταση στη χημειοθεραπεία. Συγκεκριμένα ουσίες που αναστέλλουν αποτελεσματικά το κακοήθες μελάνωμα, το καρκίνωμα μαστού και την ανάπτυξη κυττάρων αδενοκαρκινώματος πνεύμονα έχουν ταυτοποιηθεί από το γλαυκοφύκος Cyanophora paradoxa, τα εκχυλίσματα του οποίου ανέστειλαν σημαντικά την ανάπτυξη των τριών καρκινικών κυτταρικών σειρών.