蓝藻不具叶绿体、线粒体、高尔基体、中心体、内质网和液泡等细胞器，细胞器是核糖体。含叶绿素a，无叶绿素b，含数种叶黄素和胡萝卜素，还含有藻胆素（是藻红素、藻蓝素和别藻蓝素的总称）。
其光合作用系统中具有叶绿素a和光系统Ⅱ，以水为电子供体，放出O2，而其他光合细菌的电子供体一般为H2、H2S和S，不产生氧气。
蓝藻分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数（约75%）淡水产，少数海产；有些蓝藻可生活在60～85℃的温泉中；有些种类和菌、苔藓、蕨类和裸子植物共生；有些还可穿入钙质岩石或介壳中(如穿钙藻类)或土壤深层中（如土壤蓝藻）。
