赤潮大多数发生在内海、河口、港湾或有上升流的水域，特别是暖流内湾水域。发生的季节随水温等环境因子和生物种类而异，一般以春夏为发生盛期。
形成赤潮的生物主要是微型或小型浮游植物和原生动物，已知有40多属、120多种。例如：甲藻类的原甲藻(Prorocentrum)、卵甲藻(Exuviella)、裸甲藻(Gymno-dinium)、膝沟藻(Gonyaulax)、多甲藻（Peridinium）、角藻(Ceratium)、硅藻类中的骨条藻（Skeletonema）、根管藻(Rhizosolenia)、角刺藻(Cheatoceros)、菱形藻(Nitzschia)、金藻类中的小等刺硅鞭藻(Dictyochafibula)和蓝藻类的束毛藻(Trichodesmium)等属的一些种类。不同海区、不同季节形成赤潮的生物种类有差异，其中以夜光藻(Noctiluca miliaris)、骨条藻(Skelet-onema costatum)、膝沟藻、短裸甲藻（Gymnodinium breve)、红海束毛藻(Trichodesmiumerythraeum)和原生动物的中缢虫(Mesodinium rubrum)等较为常见。
赤潮的颜色是由形成赤潮占优势的浮游生物种类的色素决定的。如夜光藻形成的赤潮呈红色，而绿色鞭毛藻大量繁殖时却呈绿色，硅藻往往呈褐色。赤潮实际是各种色潮的统称。发生赤潮的海水常带有粘性和腥臭味，故又称之为“臭水”、“厄水”。
赤潮是一种复杂的生态异常现象，其成因至今虽尚未定论，但大多数学者认为，近海水域有机物污染（富营养化）是形成赤潮的主因。在正常情况下，海洋环境中营养盐(氮、磷)含量低，往往成为浮游植物繁殖的限制因子。但当大量富含营养物质的生活污水、工业废水（主要是食品、印染和造纸有机废水）和农业废水入海，加之海区的其他理化因子（如温度、光照、海流和微量元素等）对生物的生长和繁殖又有利，赤潮生物便急剧繁殖而形成赤潮。
研究表明，有些赤潮生物，在有足够氮盐的海水中可增殖2倍，若同时加入足够的磷盐可增殖9倍，如再加入维生素B12则可增殖25倍。当加入超过正常海水含量10～20倍的铁、锰时，有些赤潮生物可增殖10倍。这种由污染引起的赤潮，称为“人为赤潮”。由于不同海区的物理化学特性，以及不同种类赤潮生物的生理特性有较大的差异，因此有关赤潮的成因有待作更深入的研究。
