海草是唯 一生長在海洋環境中的開花植物。 大約有 60 種完全海洋海草，屬于四個科（波西米亞科、帶狀皰疹科、海藻科和海藻科），全部屬于澤瀉目（在單子葉植物的進化枝中）。 海草是從 70 到 1 億年前重新定居海洋的陸生植物進化而來的。

海草這個名字源于許多具有狹長葉子的物種，它們通過根莖延伸生長，并且經常散布在類似草原的大片草地上； 許多物種表面上類似于禾本科的陸生草。

像所有自養植物一樣，海草在淹沒的光區進行光合作用，并且大多數發生在錨定在沙底或泥底的淺水和有遮蔽的沿海水域中。大多數物種在水下授粉并在水下完成生命周期。雖然以前認為這種授粉是在沒有授粉媒介的情況下進行的，并且純粹是通過海流漂移進行的，但事實證明，至少一個物種 Thalassia testudinum 是錯誤的，它執行生物-非生物混合策略。甲殼類動物（如螃蟹、Majidae zoae、Thalassinidea zoea）和葉狀多毛類蠕蟲幼蟲都被發現有花粉粒，這種植物產生有營養的粘液團塊來吸引和粘住它們，而不是像陸生花卉那樣提供花蜜。

海草形成了茂密的水下海草草甸，是世界上生產力最高的生態系統之一。它們作為重要的碳匯發揮著作用，為與珊瑚礁相當的多種海洋生物提供棲息地和食物。

海草是海洋被子植物的并系群，它們從陸地植物回到海洋平行進化了三到四次。以下特征可用于定義海草物種。它生活在河口或海洋環境中，而不是其他地方。授粉發生在水下，有專門的花粉。由生物和非生物因素傳播的種子是在水下產生的。海草物種有專門的葉子，表皮減少，表皮缺乏氣孔，是主要的光合組織。根莖或地下莖在錨固中很重要。根可以生活在缺氧環境中，并依賴于從葉子和根莖中輸送氧氣，但在養分轉移過程中也很重要。

海草深刻地影響著沿海水域的物理、化學和生物環境。 盡管海草通過充當各種生物的繁殖和育苗場并促進商業漁業提供寶貴的生態系統服務，但其生理學的許多方面尚未得到很好的研究。 多項研究表明，全世界的海草棲息地正在減少。 十種海草物種面臨更高的滅絕風險（占所有海草物種的 14%），其中三種屬于瀕危物種。 海草 海草生物多樣性的喪失和退化將對海洋生物多樣性和依賴海草提供的資源和生態系統服務的人口產生嚴重影響。

海草形成重要的沿海生態系統。 這些為許多海洋物種提供食物和棲息地的海洋草甸在世界范圍內瀕臨滅絕，促使人們需要保護和了解這些寶貴的資源。

大約 1.4 億年前，海草從成功征服海洋環境的早期單子葉植物進化而來。 單子葉植物是草和類似草的開花植物（被子植物），其種子通常只包含一個胚葉或子葉。

陸生植物可能早在 4.5 億年前就從一群綠藻中進化而來。 海草然后從遷移回海洋的陸生植物進化而來。 大約 7000 萬至 1 億年前，三個獨立的海草譜系（Hydrocharitaceae、Cymodoceaceae complex 和 Zosteraceae）從單子葉開花植物的單一譜系進化而來。

其他在海洋中定居的植物，如鹽沼植物、紅樹林和海藻，具有更多樣化的進化譜系。 盡管物種多樣性較低，但海草已成功在除南極洲以外的所有大陸的大陸架上定居。

最近對 Zostera marina 和 Zostera muelleri 的基因組進行的測序使人們更好地了解了被子植物對海洋的適應性。 在回歸海洋的進化步驟中，不同的基因已經丟失（例如，氣孔基因）或減少（例如，參與萜類化合物合成的基因），而其他基因則重新獲得，例如參與硫酸化的基因。

基因組信息進一步表明，對海洋棲息地的適應是通過細胞壁組成的根本變化來實現的。 然而，海草的細胞壁還不是很清楚。