藍(lán)藻不具葉綠體、線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和液泡等細(xì)胞器,含葉綠素a,無葉綠素b,含數(shù)種葉黃素和胡蘿卜素,還含有藻膽素（是藻紅素、藻藍(lán)素和別藻藍(lán)素的總稱）.一般說,凡含葉綠素a和藻藍(lán)素量較大的,細(xì)胞大多呈藍(lán)綠色.同樣,也有少數(shù)種類含有較多的藻紅素,藻體多呈紅色,如生于紅海中的一種藍(lán)藻,名叫紅海束毛藻,由于它含的藻紅素量多,藻體呈紅色,而且繁殖的也快,故使海水也呈紅色,紅海便由此而得名.藍(lán)藻雖無葉綠體,但在電鏡下可見細(xì)胞質(zhì)中有很多光合膜,叫類囊體,各種光合色素均附于其上,光合作用過程在此進(jìn)行.藍(lán)藻的細(xì)胞壁和細(xì)菌的細(xì)胞壁的化學(xué)組成類似,主要為粘肽；貯藏的光合產(chǎn)物主要為藍(lán)藻淀粉和藍(lán)藻顆粒體等.細(xì)胞壁分內(nèi)外兩層,內(nèi)層是纖維素的,少數(shù)人認(rèn)為是果膠質(zhì)和半纖維素的.外層是膠質(zhì)衣鞘以果膠質(zhì)為主,或有少量纖維素.內(nèi)壁可繼續(xù)向外分泌膠質(zhì)增加到膠鞘中.有些種類的膠鞘很堅(jiān)密拌可有層理,有些種類膠鞘很易水化,相鄰細(xì)胞的膠鞘可互相溶和.膠鞘中可有棕、紅、灰等非光合作用色素.藍(lán)藻的藻體有單細(xì)胞體的、群體的和絲狀體的.最簡單的是單細(xì)胞體.有些單細(xì)胞體由于細(xì)胞分裂后子細(xì)胞包埋在膠化的母細(xì)胞壁內(nèi)而成為群體,如若反復(fù)分裂,群體中的細(xì)胞可以很多,較大的群體可以破裂成數(shù)個(gè)較小的群體.有些單細(xì)胞體由于附著生活,有了基部和頂部的極性分化,絲狀體是由于細(xì)胞分裂按同一個(gè)分裂面反復(fù)分裂、子細(xì)胞相接而形成的.有些絲狀體上的細(xì)胞都一樣,有些絲狀體上有異形胞的分化；有的絲狀體有偽枝或真分枝,有的絲狀體的頂部細(xì)胞逐漸尖窄成為毛體,這也叫有極性的分化.絲狀體也可以連成群體,包在公共的膠質(zhì)衣鞘中,這是多細(xì)胞個(gè)體組成的群體.