结论：在一般情况下，一天工作16小时是违法的，因为它违反了《中华人民共和国劳动法》中关于工作时间的相关规定。不过，也存在一些特殊情况，下面我将从多个角度为你详细分析。
一、一般法律规定
根据《中华人民共和国劳动法》第三十六条，国家实行劳动者每日工作时间不超过八小时、平均每周工作时间不超过四十四小时的工时制度。这是保障劳动者休息权益的基本法律原则。同时，该法第四十一条进一步规定，用人单位由于生产经营需要，经与工会和劳动者协商后可以延长工作时间，但一般每日不得超过一小时；因特殊原因需要延长工作时间的，在保障劳动者身体健康的条件下延长工作时间每日不得超过三小时，但是每月不得超过三十六小时。
举例说明：假设一个普通工厂的员工，每天正常工作8小时后，工厂因订单增加需要加班。按照法律规定，即使经过协商，每天最多也只能加班3小时，即每天最长工作时间为11小时。如果工厂要求员工一天工作16小时，显然超过了法律规定的加班时间上限，构成违法。
二、特殊情况下的合法性
尽管法律对工作时间有明确规定，但在某些特殊情况下，一天工作16小时可能不被视为违法：
特殊行业或紧急情形：在自然灾害、事故等威胁劳动者生命健康和财产安全的紧急情况下，或生产设备、交通运输线路、公共设施发生故障必须及时抢修时，工作时间可能不受上述限制。这种情况下，工作16小时有其合理性和合法性，但必须确保劳动者的身体健康不受损害，并尽可能事后给予补休或支付相应的加班费。
综合计算工时工作制或不定时工作制：对于实行这两种工作制的企业，工作时间的计算方式更为灵活。在计算周期内（如月、季、年），平均工作时间也不能超过法定标准工作时间。若计算周期内总工作时间远超法定标准，依然可能构成违法。因此，需具体结合批准的计算周期和实际工作情况来判断。例如，某些季节性生产的企业，可能在旺季时需要员工长时间工作，但在淡季时会安排补休，这样在计算周期内平均工作时间可能并不超标。
三、违法后果及劳动者权益保护
如果用人单位违反法律规定，安排劳动者一天工作16个小时，可能面临以下后果：
行政处罚：劳动行政部门可能会责令用人单位改正，并给予警告或罚款等处罚。
民事赔偿：劳动者有权要求用人单位支付加班费，并可能因过度劳累导致的健康问题向用人单位索赔。加班费的计算通常按照不低于劳动者本人小时工资标准的150%、200%或300%支付，具体取决于加班的时间（工作日、休息日或法定节假日）。
刑事责任：在极端情况下，如果用人单位的违法行为导致严重后果（如劳动者死亡或重伤），相关责任人员可能会被追究刑事责任。
建议：如果劳动者遇到长时间超时工作的情况，首先应与用人单位协商解决，要求支付加班工资或合理调整工作时间。协商不成时，劳动者有权向当地劳动监察部门投诉或申请劳动仲裁，以维护自己的合法权益。
总之，一天工作16小时在大多数情况下是违法的，但在某些特殊情况下可能不被视为违法。劳动者应了解自己的权益，并在必要时采取合法手段维护自己的休息时间和工作条件。如果你有具体的法律问题或需要进一步的帮助，请直接向我咨询。