莱茵衣藻属于单细胞真核生物，属于绿藻门(Chlorophyta)、鞭毛纲（Isokontae）、团藻目(Volvocales)、衣藻属 ，(Chlamydomonas), 是单细胞单核光合藻类，细胞呈球形、卵形或椭圆形。
莱茵衣藻具有无性和
有性生殖两种繁殖方式，兼具生态系统中的生产者和消费者双重身份，莱茵衣藻在光照并以CO2为唯一碳源时进行光合自养；光照且碳源种类多样时进行光合自养和异养兼性生长；在黑暗状态且碳源是醋酸及其盐类时，生长方式则完全转变为异养。
莱茵衣藻分布广泛，可生长于水沟、洼地及含有机质的水体中。是人类可食用的天然藻类，因结构细胞特殊、生长速度快、遗传学背景清晰和转化容易等原因，而成为研究基因功能、外源基因表达和生物制氢的新兴模式物种，被称为“绿色酵母”和“光合酵母” 。