En el interior de los tejidos de muchos corales, almejas gigantes y anémonas viven algas unicelulares conocidas como zooxantelas. Estos dinoflagelados realizan la fotosíntesis y transfieren una gran parte de los compuestos orgánicos resultantes a su huésped animal, que a cambio le proporciona protección y acceso a nutrientes en aguas tropicales que, de otro modo, serían pobres en ellos.

Esta simbiosis es fundamental para la productividad de los arrecifes de coral. Las zooxantelas también contribuyen a la viveza de los colores de los corales sanos. Cuando los corales sufren estrés por calor u otros factores, pueden expulsar sus zooxantelas y blanquearse, perdiendo tanto el color como su principal fuente de energía. Los distintos tipos genéticos de zooxantelas confieren diferentes grados de tolerancia al calor, un hecho que sustenta algunas estrategias de restauración de arrecifes.

Esta relación es una simbiosis obligada para los corales formadores de arrecifes en aguas poco profundas; sin zooxantelas, no pueden depositar carbonato de calcio con la suficiente rapidez para construir arrecifes. Estudiar la diversidad y la fisiología de estas algas es fundamental para comprender cómo podrían responder los arrecifes al calentamiento de los océanos.

Un solo pólipo de coral puede albergar millones de células de zooxantelas dentro de su tejido.