Az algavirágzás a (mikroszkopikus) algák vagy algaszerű baktériumok sűrűségének gyors növekedése, túlszaporodása. Az algavirágzásokat gyakran az eutrofizáció okozza. Eutrofizáció akkor következik be, amikor abnormális mennyiségű tápanyag, különösen foszfor és nitrogén kerül egy vízi ökoszisztémába. Az algavirágzás a környezeti változások jó indikátora, nemcsak a vízi környezetben, de a szárazföldön is.

Az algák bőséges növekedéséhez a legtöbb esetben megfelelő környezeti feltételek kombinációjának kell fennállnia. Például megnövekedett tápanyagszintnek, melegebb hőmérsékletnek, bőséges fénynek és megfelelő szélviszonyoknak. Ha ezek a feltételek egy faj számára kedvezőbbek, mint egy másik faj számára, ez lehetővé teszi, hogy egy algafaj dominánssá váljon, és virágzást alakítson ki.

Az algavirágzás a víz elszíneződésével járhat (festékszerű maszatot eredményezhet), ami a nagyszámú pigmentált algasejtnek tudható be. A színek a zöld, a vörös, a barna és a sárga között változnak. Az algavirágzások fő típusai a cianobaktériumok okozta algavirágzás (kék-zöld algák) és a vörös dagály (vörös algavirágzás).

Az algavirágzás természeti jelenség, azonban bizonyos emberi tevékenységek (például a műtrágyázás, a szennyvíz) a túlzott tápanyagbevitel következtében valószínűbbé és gyorsabbá tehetik az algavirágzást. A túlzott tápanyagbevitel azonban nem feltétlenül vezet algavirágzáshoz, ha más tényezők kedvezőtlenek. Például egy zavaros, sekély tóban a magas tápanyag-koncentráció és a meleg víz ellenére is előfordulhat, hogy a fény nem elegendő a virágzáshoz.

Egyes algák olyan toxinokat termelnek, amelyek nagy mennyiségben károsak lehetnek a vízi élővilágra, sőt potenciálisan az emberre is. Ugyanakkor a virágzásnak nem feltétlenül kell toxinokat termelnie ahhoz, hogy káros legyen a környezetre. Azáltal is káros lehet, hogy a virágzás elzárhatja a fényt a víz mélyebb rétegeiben lévő élőlények elől. Amikor az algák elpusztulnak, baktériumok bontják le őket, amelyek e folyamat során oxigént fogyasztanak, így a víz átmenetileg anoxikussá válhat (hipoxia), amely igencsak pusztító hatású lehet a vízi élővilágra.