La couleur rouge dans les algues est principalement attribuée à un groupe de pigments appelés phycoérythrin. La phycoérythrine appartient à la classe des phycobiliprotéines, des complexes de protéines qui agissent comme des pigments accessoires de récolte de lumière dans certaines algues et cyanobactéries.
La phycoérythrine semble rouge car elle absorbe la lumière principalement dans la région bleu-vert du spectre (culminant autour de 495 nm de longueur d'onde) et reflète la lumière rouge. Ce pigment joue un rôle dans la photosynthèse en capturant efficacement l'énergie lumineuse de la partie bleu-vert du spectre et en la transférant à la chlorophylle A, le pigment photosynthétique principal. En maximisant l'absorption de la lumière, la phycoérythrine permet aux algues de photosynthétiser efficacement dans les environnements en eau profonde ou ombragés où la lumière bleu-vert pénètre assez bien.
En plus de la phycoérythrine, d'autres phycobiliprotes telles que la phycocyanine (apparaissant en bleu) et l'allophycocyanine (apparaissant le bleu-vert) contribuent également aux couleurs vibrantes observées dans diverses espèces d'algues.