海草是唯 一生长在海洋环境中的开花植物。 大约有 60 种完全海洋海草，属于四个科（波西米亚科、带状疱疹科、海藻科和海藻科），全部属于泽泻目（在单子叶植物的进化枝中）。 海草是从 70 到 1 亿年前重新定居海洋的陆生植物进化而来的。

海草这个名字源于许多具有狭长叶子的物种，它们通过根茎延伸生长，并且经常散布在类似草原的大片草地上； 许多物种表面上类似于禾本科的陆生草。

像所有自养植物一样，海草在淹没的光区进行光合作用，并且大多数发生在锚定在沙底或泥底的浅水和有遮蔽的沿海水域中。大多数物种在水下授粉并在水下完成生命周期。虽然以前认为这种授粉是在没有授粉媒介的情况下进行的，并且纯粹是通过海流漂移进行的，但事实证明，至少一个物种 Thalassia testudinum 是错误的，它执行生物-非生物混合策略。甲壳类动物（如螃蟹、Majidae zoae、Thalassinidea zoea）和叶状多毛类蠕虫幼虫都被发现有花粉粒，这种植物产生有营养的粘液团块来吸引和粘住它们，而不是像陆生花卉那样提供花蜜。

海草形成了茂密的水下海草草甸，是世界上生产力最高的生态系统之一。它们作为重要的碳汇发挥着作用，为与珊瑚礁相当的多种海洋生物提供栖息地和食物。

海草是海洋被子植物的并系群，它们从陆地植物回到海洋平行进化了三到四次。以下特征可用于定义海草物种。它生活在河口或海洋环境中，而不是其他地方。授粉发生在水下，有专门的花粉。由生物和非生物因素传播的种子是在水下产生的。海草物种有专门的叶子，表皮减少，表皮缺乏气孔，是主要的光合组织。根茎或地下茎在锚固中很重要。根可以生活在缺氧环境中，并依赖于从叶子和根茎中输送氧气，但在养分转移过程中也很重要。

海草深刻地影响着沿海水域的物理、化学和生物环境。 尽管海草通过充当各种生物的繁殖和育苗场并促进商业渔业提供宝贵的生态系统服务，但其生理学的许多方面尚未得到很好的研究。 多项研究表明，全世界的海草栖息地正在减少。 十种海草物种面临更高的灭绝风险（占所有海草物种的 14%），其中三种属于濒危物种。 海草 海草生物多样性的丧失和退化将对海洋生物多样性和依赖海草提供的资源和生态系统服务的人口产生严重影响。

海草形成重要的沿海生态系统。 这些为许多海洋物种提供食物和栖息地的海洋草甸在世界范围内濒临灭绝，促使人们需要保护和了解这些宝贵的资源。

大约 1.4 亿年前，海草从成功征服海洋环境的早期单子叶植物进化而来。 单子叶植物是草和类似草的开花植物（被子植物），其种子通常只包含一个胚叶或子叶。

陆生植物可能早在 4.5 亿年前就从一群绿藻中进化而来。 海草然后从迁移回海洋的陆生植物进化而来。 大约 7000 万至 1 亿年前，三个独立的海草谱系（Hydrocharitaceae、Cymodoceaceae complex 和 Zosteraceae）从单子叶开花植物的单一谱系进化而来。

其他在海洋中定居的植物，如盐沼植物、红树林和海藻，具有更多样化的进化谱系。 尽管物种多样性较低，但海草已成功在除南极洲以外的所有大陆的大陆架上定居。

最近对 Zostera marina 和 Zostera muelleri 的基因组进行的测序使人们更好地了解了被子植物对海洋的适应性。 在回归海洋的进化步骤中，不同的基因已经丢失（例如，气孔基因）或减少（例如，参与萜类化合物合成的基因），而其他基因则重新获得，例如参与硫酸化的基因。

基因组信息进一步表明，对海洋栖息地的适应是通过细胞壁组成的根本变化来实现的。 然而，海草的细胞壁还不是很清楚。