Dans des conditions optimales de nutriments, de lumière et de température, des algues microscopiques peuvent se multiplier si rapidement qu'elles colorent l'eau. Ce phénomène est appelé efflorescence algale. Certaines proliférations restent inoffensives, voire bénéfiques ; d'autres libèrent des toxines ou consomment de l'oxygène lorsque la population dense finit par mourir et se décomposer.

Les eaux côtières recevant des eaux de ruissellement agricoles ou des eaux usées sont particulièrement sujettes à la prolifération d'algues. Le réchauffement des océans et les modifications de la circulation océanique peuvent également favoriser certaines espèces. Les capteurs satellitaires détectent les changements de couleur caractéristiques, permettant ainsi aux autorités d'émettre des alertes concernant la récolte de coquillages ou la fermeture des plages en cas de dominance d'espèces toxiques.

Toutes les proliférations d'algues ne sont pas des « marées rouges », pourtant le terme est souvent employé à tort pour désigner tout événement notable. La gestion des apports de nutriments demeure la méthode de contrôle la plus efficace à long terme. Les mesures à court terme privilégient la surveillance et la diffusion d'informations au public afin de protéger la santé humaine et la vie marine.

Une seule prolifération d'algues peut transformer une baie limpide en une étendue trouble et nauséabonde en quelques jours seulement.