Algele albastre-verzi, cunoscute mai frecvent ca cianobacteriile, sunt una dintre cele mai simple, mai comune și mai timpurii forme de viață de pe planetă. Fosilele create de coloniile de cianobacterii datează de 2.8 miliarde de ani, cele mai vechi fosile cunoscute, existente cu mai mult de 2 miliarde de ani înainte de viața multicelulară. Spre deosebire de alte forme de „alge”, cum ar fi algele verzi, roșii și maro, algele albastre-verzi sunt formate din bacterii, nu din celule eucariote. Celulele bacteriene sunt de aproximativ zece ori mai mici decât celulele eucariote și nu au nuclei și organele complexe (organe celulare).
Când algele albastre-verzi au apărut pentru prima dată pe scenă în urmă cu aproximativ 2.8 miliarde de ani, au pus în mișcare schimbări biochimice și atmosferice care au făcut în cele din urmă posibilă existența unei vieți complexe. La momentul în care au evoluat algele albastre-verzi, atmosfera Pământului era compusă în mare parte din azot (ca astăzi), dar celălalt gaz, alcătuind aproximativ 25%, era dioxid de carbon. Algele albastre-verzi au fost primele forme de viață capabile de fotosinteză oxigenată, care preia dioxid de carbon și razele soarelui pentru a produce energie, oxigen și apă.
După ce au lucrat aproximativ 500 de milioane de ani, algele albastre-verzi au transformat dioxidul de carbon din atmosferă în cea mai mare parte oxigen. Acest lucru a făcut mult pentru energia gratuită disponibilă pentru orice organisme ulterioare, dar a ucis toate bacteriile anaerobe (care urăsc aerul) care dominaseră planeta înainte. Din cauza morții masive, acest eveniment este cunoscut sub numele de Catastrofa oxigenului. Dovezile acestui eveniment sunt lăsate în urmă sub formă de formațiuni de fier cu bandă, roci formate din benzi de compuși de fier oxidat alternând cu minerale sărace în fier, cum ar fi șisturile. Acești compuși de fier s-au format atunci când cianobacteriile blocau fierul în compuși care apoi s-au scufundat pe fundul mării.
Cianobacteriile se găsesc în principal în oceane, unde sunt producători primari și sunt mâncate de multe alte organisme. Nuanța albastru-verde pe care o dau apei este sursa numelui lor, alge albastru-verde. Culoarea verde provine din clorofila din celulele lor. În oceane, unde există o cantitate mare de azot disponibil în apa de mare și dioxid de carbon disponibil din atmosferă, principalul factor limitator în creșterea lor este fierul. Unii oameni de știință au început să experimenteze cu fertilizarea oceanelor cu fier pentru a le stimula creșterea, care poate sechestra dioxidul de carbon din atmosferă și poate reduce încălzirea globală.
Cianobacteriile sunt, de asemenea, binecunoscute pentru capacitatea lor de a fixa azotul – sau de a-l transforma din formă gazoasă în formă solidă – o altă caracteristică esențială a oricărui ecosistem. Toate organismele au nevoie de surse fixe de azot pentru a supraviețui. Alte organisme transformă compușii de azot fixați în proteine și acizi nucleici.