Les Nephroselmidaceae sont des organismes unicellulaires aplatie latéralement, dotés de deux flagelles inégaux en position latérale. La cellule est recouverte d'un périplaste constitué d'écailles de forme carrée ou rhomboïdale chez toutes les espèces, à l'exception de Nephroselmis pyriformis. Chaque cellule renferme un ou plusieurs chloroplastes en forme de coupe, doté d'un pyrénoïde et d'un stigma (tache oculaire),.
N. pyriformis vit près des côtes, à des profondeurs comprises entre 0 et 30 mètres, et reste viable à une salinité comprise entre 0,3% et 3,6% et — d'après des échantillons provenant de l'ouest du Groenland et de Thaïlande — à des températures allant de 2,3 °C à 28 °C.
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