Una proliferación de algas es un incremento rápido o acumulación de la población de algas en un sistema acuático. Las proliferaciones de algas pueden ocurrir tanto en medioambientes de agua dulce como en sistemas marinos. En general, en una proliferación solo participa una o un número limitado de especies de fitoplancton, algunas proliferaciones pueden ser identificadas por la coloración del agua causada por la alta densidad de células pigmentadas. Si bien no existe un valor límite oficial, en general se considera que las algas se encuentran en una proliferación cuando su concentración es del orden de cientos a miles de células por mililitro, dependiendo de la virulencia del brote. Las concentraciones en una proliferación de algas pueden llegar hasta valores de millones de células por mililitro. A menudo las proliferaciones de algas son verdes, pero pueden tomar otras tonalidades tales como marrón-amarillento o rojo, dependiendo de las especie de algas involucradas. 
Las proliferaciones de color verde brillante son consecuencia de algas azul-verdosas, que en realidad son bacterias (cianobacteria). Las proliferaciones pueden también deberse a especies de macroalgas en lugar de fitoplancton. Estas proliferaciones son reconocibles por grandes conjuntos de algas que pueden ser depositados sobre la orilla costera. 
Un caso importante a destacar son las proliferaciones de algas nocivas, que son casos de proliferación de algas que involucran fitoplancton tóxico o nocivo tales como dinoflagelados del género Alexandrium y Karenia. Este tipo de proliferaciones a menudo toman coloraciones rojizas o amarronadas y son denominadas mareas rojas.