藍藻沒有葉綠體、線粒體、高爾基體、中心體、內質網和液泡等細胞器，但含有葉綠素a、葉綠素b、幾種葉黃素和胡蘿蔔素以及藻膽蛋白(藻紅蛋白、藻藍蛋白和別藻藍蛋白的統稱)。壹般來說，含有葉綠素a和藻藍蛋白的細胞大多是藍綠色的。同樣，也有少數種類含有較多的藻紅蛋白，藻體多為紅色。例如，壹種在紅海中誕生的藍藻叫做紅色毛殼菌。由於含有大量藻紅蛋白，藻體呈紅色，繁殖快，所以海水也呈紅色，故名紅海。藍藻雖然沒有葉綠體，但細胞質中有許多光合膜，稱為類囊體，各種光合色素附著其上，光合作用過程在這裏進行。藍藻的細胞壁在化學組成上與細菌相似，主要是肽聚糖(壹種由糖和多肽形成的化合物)；儲存的光合產物主要是藍藻澱粉和藍藻顆粒。細胞壁分兩層，內層是纖維素，少數人認為是果膠和半纖維素。外層是膠質鞘，主要是果膠或少量纖維素。內壁可繼續分泌膠體並增加進入橡膠鞘。有些種類的橡膠護套致密分層，有些種類的橡膠護套容易水化，相鄰單元的橡膠護套可以相互融合。橡膠鞘內可能有棕色、紅色、灰色等非光合色素。藍藻的藻類有單細胞、群體和絲狀。最簡單的是單細胞。有些單細胞體成為群體，是因為細胞分裂後子細胞嵌入膠化的母細胞壁中。如果它們反復分裂，群內會有很多細胞，較大的群可以分裂成幾個較小的群。壹些單細胞生物由於其對生命的依附，在底部和頂部具有極性分化。細絲是由細胞沿同壹分裂平面反復分裂並由子細胞連接而成。有些花絲具有相同的細胞，有些花絲具有異形細胞分化，有些花絲具有假分支或真分支，有些花絲頂端細胞逐漸變細成為毛狀體，也稱極性分化。細絲也可以連接成團，包裹在雄性* *的膠質鞘內，是壹群多細胞個體。
藍藻的繁殖方式有兩種。壹種是營養繁殖，包括直接細胞分裂(即裂變)、種群分裂和產生絲狀藻類的片段。另壹種是壹些藍藻能產生內生孢子或外生孢子。
藍藻的繁殖
進行無性繁殖。孢子沒有鞭毛。目前還沒有發現藍藻有真正的有性繁殖。
藍藻是最早的光合放氧生物，它對地球表面由厭氧大氣環境轉變為有氧環境起到了巨大的作用。許多藍藻(如魚腥藻)可以直接固定大氣中的氮(原因:它含有固氮酶，可以直接進行生物固氮)，以提高土壤肥力，增加作物產量。還有可食用的藍藻，如著名的發菜和地木耳(念珠藻)、螺旋藻等。