Цианобактерии относятся к доядерным организмам или прокариотам (Procaryota). У них отсутствует чётко оформленное ядро и другие внутриклеточные органоиды. По современной классификации они относятся к царству эубактерий (Eubacteria), и составляют особый тип ― цианофитов (Cyanophyta или Cyanobionta). Это одни из древнейших живых организмов, появившиеся на самых ранних этапах развития жизни на Земле и существующие по сей день.

Цианобактерии способны существовать в крайне экстремальных условиях, в которых не выживет никто другой – в пересыхающих морских лагунах и заливах, в пустынных соленых и содовых озерах, в горячих вулканических источниках. Скопления цианобактерий выглядят как тонкие слизистые пленки, покрывающие дно и камни.

В мелких, хорошо прогреваемых водоёмах цианобактерии образуют так называемые «цианобактериальные маты». В их состав, входят также одноклеточные зелёные и красные водоросли, пурпурные, серные и другие бактерии. Здесь и формируются многослойные минеральные постройки, называющиеся строматолитами.

«Колонка Виноградского» - это живая лабораторная модель строения цианобактериального мата, сложного сообщества микроорганизмов, являющегося прототипом прокариотной биосферы докембрия.

Верхний (зелёный) слой образован цианобактериями, способными на свету к фотосинтезу с выделением свободного кислорода. Ниже находится слой пурпурных серобактерий, также способных к фотосинтезу, но кислород не выделяющих.

Ещё ниже (чёрный слой) находятся сульфатредуцирующие бактерии, разлагающие органические вещества в иле с образованием сероводорода.

Среди всех одноклеточных прокариот только цианобактерии приобрели способность к фотосинтезу с выделением кислорода, и это стало основой жизнедеятельности всего растительного мира. Вероятнее всего, именно из цианобактерий сформировались хлоропласты растительных клеток. Расцвет цианобактерий пришёлся на протерозойскую эру. Именно в это время цианобактерии, заселившие мелководные моря и океаны, обогатили атмосферу кислородом и тем самым создали условия для возникновения более сложных организмов – эукариот, способных к кислородному дыханию.