Blaualgen, besser bekannt als Cyanobakterien, sind eine der einfachsten, häufigsten und am frühesten vorkommenden Lebensformen auf dem Planeten. Fossilien, die von Kolonien von Cyanobakterien geschaffen wurden, sind 2.8 Milliarden Jahre alt, die frühesten bekannten Fossilien, die mehr als 2 Milliarden Jahre vor dem mehrzelligen Leben existierten. Im Gegensatz zu anderen Formen von „Algen“, wie Grün-, Rot- und Braunalgen, bestehen Blaualgen aus Bakterien – nicht aus eukaryotischen Zellen. Bakterienzellen sind etwa zehnmal kleiner als eukaryontische Zellen und es fehlen Kerne und komplexe Organellen (Zellorgane).
Als Blaualgen vor etwa 2.8 Milliarden Jahren zum ersten Mal auftauchten, setzten sie biochemische und atmosphärische Veränderungen in Gang, die schließlich komplexes Leben ermöglichten. Zu der Zeit, als sich Blaualgen entwickelten, bestand die Erdatmosphäre hauptsächlich aus Stickstoff (wie heute), aber das andere Gas, das etwa 25 % ausmacht, war Kohlendioxid. Blaualgen waren die ersten Lebensformen, die zur sauerstoffhaltigen Photosynthese fähig waren, die Kohlendioxid und die Sonnenstrahlen aufnimmt, um Energie, Sauerstoff und Wasser zu produzieren.
Nach etwa 500 Millionen Jahren Arbeit wandelten die Blaualgen das Kohlendioxid der Atmosphäre hauptsächlich in Sauerstoff um. Dies machte viel freie Energie für alle nachfolgenden Organismen verfügbar, tötete jedoch alle anaeroben (lufthassenden) Bakterien ab, die den Planeten zuvor dominiert hatten. Wegen des massiven Absterbens wird dieses Ereignis als Sauerstoffkatastrophe bezeichnet. Zeugnisse dieses Ereignisses werden in Form von gebänderten Eisenformationen hinterlassen, Gesteinen, die aus Bändern oxidierter Eisenverbindungen bestehen, die sich mit eisenarmen Mineralien wie Schiefer abwechseln. Diese Eisenverbindungen bildeten sich, als Cyanobakterien Eisen in Verbindungen einschlossen, die dann auf den Meeresboden sanken.
Cyanobakterien kommen hauptsächlich in den Ozeanen vor, wo sie Primärproduzenten sind und von vielen anderen Organismen gefressen werden. Die blaugrüne Tönung, die sie dem Wasser verleihen, verdankt ihren Namen Blaualgen. Die grüne Farbe kommt vom Chlorophyll in ihren Zellen. In den Ozeanen, wo reichlich Stickstoff im Meerwasser und Kohlendioxid aus der Atmosphäre vorhanden ist, ist Eisen der wichtigste limitierende Faktor für ihr Wachstum. Einige Wissenschaftler haben begonnen, mit der Düngung der Ozeane mit Eisen zu experimentieren, um ihr Wachstum anzukurbeln, das Kohlendioxid aus der Atmosphäre binden und die globale Erwärmung eindämmen kann.
Cyanobakterien sind auch für ihre Fähigkeit bekannt, Stickstoff zu binden – oder ihn von gasförmiger in feste Form umzuwandeln – ein weiteres wesentliches Merkmal jedes Ökosystems. Alle Organismen brauchen feste Stickstoffquellen, um zu überleben. Andere Organismen wandeln fixierte Stickstoffverbindungen in Proteine und Nukleinsäuren um.