В Черном море насчитывается около 150 видов одноклеточных водорослей, которые и составляют основную массу фитопланктона. Более 50 видов данных водорослей являются диатомовыми. Около 36 видов — это перидинеи. Из-за сильного опреснения воды изменился состав фитопланктона. Сегодня — это, главным образом, зеленые, сине-зеленые водоросли.
Поскольку Черное море относится к умеренной зоне, фитопланктон испытывает два максимума: в холодное время года осень-весна идет массовое развитие диатомовых водорослей, летом размножаются пеидинеи. В первой группе в основном встречаются Sceletonema, Chaetoceras, Thalass’onema, Cerataulina. Во второй — Exuviella, Goniaulax, Prorocentrum, Peridinium ,Glenodinium.
При цветении воды в море объем клеток диатомовых водорослей фитопланктона на 1 л может составлять несколько десятков миллионов, перидиней насчитывается несколько десятков тысяч.
Большая часть фитопланктона сосредоточена у побережий, в заливах, где количество фитопланктона может достигать даже нескольких граммов на один кубический метр воды.
С увеличением глубины количество фитопланктона уменьшается. На глубине более 100-200 метров его нет. В разных частях Черного моря фитопланктон встречается на разной глубине. Наиболее глубоко фитопланктон расположен рядом с Босфором. Минимальная глубина расположения фитопланктона встречается в центральных областях круговых течений, поскольку здесь наименее выражена вертикальная циркуляция воды, а также максимально высокого по сравнению с другими районами поднята граница H2S.