Według University of Colorado, gatunki okrzemek są bardzo szczególne w chemii wody, w której żyją, i mają wyraźny zakres pH i zasolenie tam, gdzie rosną. Mają również określoną tolerancję dla innych zmiennych środowiskowych, co sprawia, że są odpowiednie do stosowania w ocenie i monitorowaniu środowiska. Ponadto okrzemki kopalne mogą służyć do określania warunków przeszłości.
Każdy gatunek okrzemki ma odrębne wymagania dotyczące pH, zasolenia, stężenia substancji odżywczych, zawieszonego osadu, reżimu przepływu i elewacji, w których będzie wzrastał. Dlatego różne gatunki występują w różnych warunkach. Ponadto ściany komórkowe krzemionki okrzemek nie rozkładają się, zatem okrzemki w osadach morskich i jeziornych mogą być używane do interpretacji warunków przeszłości, porównując preferencje współczesnych gatunków z skamielinami minionych okrzemek. Okrzemki są również ważnymi globalnymi źródłami wiązania węgla i służą jako "biopaliwa" w wodnych sieciach żywnościowych. Szacuje się, że 40 procent tlenu ziemskiego jest produkowane przez okrzemki.
Według University of California w Berkeley, okrzemki mają rozległe zapisy kopalne sięgające okresu kredy. Niektóre skały są prawie w całości utworzone z okrzemków kopalnych i nazywane są ziemią okrzemkową lub ziemią okrzemkową. Te złogi są wydobywane komercyjnie jako materiały ścierne i pomoce filtrujące.
