Las diatomeas generan casi la mitad de la producción primaria marina y están compuestas por una diversa variedad de especies que a menudo son morfológicamente crípticas o difíciles de identificar mediante microscopía de luz. Aquí, se examinó la composición de especies y los nichos térmicos realizados de las especies en el género de diatomeas en el sitio de la Bahía de Narragansett (NBay) a través de una combinación de microscopía de luz (LM), secuenciación de alto rendimiento (HTS) de la región V4 del rDNA 18S y registros históricos. Las especies fueron identificadas durante 6 años utilizando una combinación de LM y secuencias de ADN. Se identificaron dieciséis taxones utilizando HTS: nueve fueron identificados por primera vez en NBay. Varias especies recién identificadas tienen diámetros celulares pequeños y son difíciles de identificar mediante LM. Sin embargo, aparecieron con frecuencia y, por lo tanto, pueden desempeñar un papel ecológico significativo en NBay, particularmente dado que sus nichos realizados sugieren que son euritérmicas y capaces de tolerar el rango de temperatura de >25 grados C de NBay. Cuatro ensamblajes de especies distintos que se agruparon por estación fueron mejor explicados por la temperatura del agua superficial. Al compararlos con registros históricos, encontramos que las especies de aguas frías han disminuido en persistencia a lo largo del tiempo, lo que sugiere que el aumento de la temperatura del agua superficial ha influido en la ecología del fitoplancton en NBay.