El origen de estas plantas marinas es poco conocido, ya que existen muy pocos fósiles. Sin embargo, se sabe que estas plantas marinas se han formado a partir de plantas terrestres que se han ido adaptando poco a poco a la vida marina. Esta transición se ha llevado a cabo en diferentes períodos geológicos según las especies, pudiendo haber ocurrido al menos en tres ocasiones diferentes: las Zoosteras, las Hydrocharitaceae y las Posidoniaceae-Cymodoceaceae. A pesar de su múltiple origen, todas poseen varias adaptaciones comunes al medio marino: la habilidad de crecer sumergidas, a altas salinidades; un sistema de rizomas para sujetarse a los fondos marinos, generalmente arena o lodos, evitando así ser arrastradas por las olas o las corrientes marinas; sistemas de polinización marinos; y la habilidad de competir con otras plantas del medio marino. Viven y se reproducen enteramente sumergidos, no necesitando estar en contacto con el aire. Son muy eficientes tomando el carbono inorgánico del agua y los nutrientes pueden obtenerlos tanto del sustrato a través de las raíces como del agua a través de las hojas. Además, como los sedimentos suelen ser anóxicos, a las raíces les llega el oxígeno desde las hojas a través de un sistema de canales. Se reproducen sexual y asexualmente. En la reproducción sexual, producen flores y el polen va de los estambres masculinos al ovario femenino transportados por las corrientes marinas. La mayoría de estas especies son dioicas, es decir, unas plantas son masculinas y otras femeninas, aunque en algunos casos son hermafroditas. De esta forma surgen nuevos pastos. También se pueden reproducir asexualmente, de tal manera que el pasto se va extendiendo en superficie.

Fotosíntesis
El pasto marino crece en zonas superficiales del medio marino, aunque su crecimiento y distribución están controlados por factores físicos, químicos y biológicos como son la luz, los nutrientes, tipo de sustrato, corrientes marinas y la temperatura del agua, entre otros. Así por ejemplo, necesitan luz para realizar la fotosíntesis, por eso viven en los primeros metros de profundidad, en aguas limpias. Por otra parte, las especies europeas no pueden vivir en zonas con corrientes superiores a 1.5 m/sg, es decir, en zonas expuestas. A su vez, los pastos marinos requieren sustratos blandos, es decir, arenas o lodos, aunque a veces, algunas especies, pueden vivir en zonas rocosas, enraizándose entre las grietas de las rocas. Los requerimientos nutritivos son inferiores a las algas, necesitando cuatro veces menos nitrógeno y fósforo que el plancton, por ejemplo, pudiendo obtener los nutrientes tanto de la columna de agua como de los sedimentos, lo que les confiere una gran ventaja respecto a las algas. La temperatura también define los límites geográficos de crecimiento, que son diferentes según las especies. Así por ejemplo, Zoostera marina está bien adaptada a hábitat fríos, entre los -1ºC y los 25ºC, al igual que Zoostera noltii, mientras que las especies mediterráneas necesitan hábitat entre los 10ºC y los 30ºC. A nivel local, los herbívoros también pueden tener importancia a la hora de limitar el crecimiento de los pastos marinos, aunque esta influencia se considera mínima.

Servicios ecológicos
Los pastos marinos tienen una gran importancia ecológica en el medio marino. Son ecosistemas altamente diversificados y productivos, con gran biodiversidad. En ellos viven gran cantidad de flora y fauna tales como algas epífitas, algas microscópicas y macroscópicas, moluscos (bivalvos, cefalópodos…), poliquetos, nematodos, peces, muchos de gran importancia económica, etc. Además sirve de alimento a la tortuga verde, a manatíes, dugongos (en regiones tropicales) y a muchos herbívoros como salpas, erizos, moluscos, etc. Otros muchos peces y aves marinas se alimentan de los animales que viven en estos pastos. Los pastos marinos ralentizan las corrientes marinas, atrapan el sustrato y los nutrientes, limpiando o "filtrando" el agua, estabilizan el sustrato marino con sus raíces y rizomas, defiende el litoral marino tanto de fuertes corrientes marinas como de la erosión, da protección a gran cantidad de fauna y flora marina enriqueciendo las zonas pesqueras, además tiene una tasa extraordinariamente alta de productividad primaria, produciendo gran cantidad de oxígeno y consumiendo CO2, teniendo un papel clave en el ciclo global del carbono. Además estos ecosistemas son clave en el ciclo biológico de muchas especies marinas, que encuentran un lugar donde alimentarse, o donde encontrar protección o donde reproducirse, siendo una "guardería" muy importante. Estos denominados "servicios ecológicos", es decir, mantenimiento de la biodiversidad, la protección de las costas y el control de la calidad del agua, son también muy beneficiosos para el ser humano.

Amenazas
Las perturbaciones naturales como los herbívoros, las grandes tormentas, el frío o la desecación pueden dañar gravemente las praderas marinas, pero estas especies se adaptan fácilmente a estos cambios. Sin embargo, en los últimos 20 años los pastos marinos están disminuyendo a nivel mundial, con más de 33.000 km2 de pérdidas en las últimas décadas, el 18% del área a nivel mundial. Estas perdidas globales es consecuencia del rápido crecimiento de las actividades humanas en la costa, que producen impactos directos e indirectos sobre los pastos marinos, especialmente la eutrofización, la destrucción del hábitat, el cambio climático y el aumento de la concentración de CO2. El aumento del aporte de nutrientes como nitrógeno y fósforo procedente de la agricultura daña directamente a las praderas marinas debido a un aumento del crecimiento de fitoplancton, enturbiando las aguas, y de las algas epífitas que viven sobre las hojas del pasto marino impidiendo la fotosíntesis, produciendo su muerte, que al descomponerse empeora la calidad del agua. Además el aumento de la deforestación conlleva la erosión del suelo con un aumento de sedimentos llegando al mar aumentando su turbidez.
Otras perturbaciones humanas son la pesca, el turismo, las nuevas construcciones en la costa, como playas, puertos deportivos… El exceso de pesca, sobre todo utilizando artes como la pesca ilegal de arrastre a profundidades inferiores a 50 m, que arranca los pastos marinos, pone en grave peligro este ecosistema, al igual que la influencia de los barcos deportivos y sus anclas. Además la construcción de nuevos puertos deportivos y diques, espigones y rompeolas cambia las corrientes marinas y aumenta la turbidez del agua perjudicándolos gravemente. La contaminación marina también es muy importante en las costas europeas, sobre todo en el Mediterráneo. Así mismo la introducción de especies exóticas, como el alga Caulerpa taxifolia, compite con los pastos marinos disminuyendo su densidad, número y distribución.
La protección de estos ecosistemas es esencial para la salud de los océanos. Muchas organizaciones han dado la voz de alerta sobre la degradación de este importantísimo ecosistema. Es imprescindible frenar su deterioro, promover su protección efectiva y su conservación mediante la reducción de los niveles de nutrientes y la contaminación marina, y la creación de una red eficaz de áreas marinas protegidas.