蓝藻虽无叶绿体，但细胞质中有很多类囊体，各种光合色素均附于其上，光合作用过程在此进行。蓝藻不具叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网和液泡等细胞器，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。蓝藻的细胞壁和细菌的细胞壁的化学组成类似，主要为粘肽，贮藏的光合产物主要为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体等。