Ganggang biru-hijau, lebih dikenal sebagai cyanobacteria, adalah salah satu bentuk kehidupan paling sederhana, paling umum, dan paling awal muncul di planet ini. Fosil yang dibuat oleh koloni cyanobacteria berasal dari 2.8 miliar tahun, fosil paling awal yang diketahui, ada lebih dari 2 miliar tahun sebelum kehidupan multiseluler. Tidak seperti bentuk “alga” lainnya, seperti ganggang hijau, merah, dan coklat, ganggang biru-hijau terdiri dari bakteri – bukan sel eukariotik. Sel bakteri sekitar sepuluh kali lebih kecil dari sel eukariotik dan tidak memiliki inti dan organel kompleks (organ seluler).
Ketika ganggang biru-hijau pertama kali muncul di permukaan sekitar 2.8 miliar tahun yang lalu, ia menggerakkan perubahan biokimia dan atmosfer yang pada akhirnya memungkinkan adanya kehidupan yang kompleks. Pada saat ganggang biru-hijau berevolusi, atmosfer bumi sebagian besar terdiri dari nitrogen (seperti hari ini), tetapi gas lainnya, yang membentuk sekitar 25%, adalah karbon dioksida. Ganggang biru-hijau adalah bentuk kehidupan pertama yang mampu melakukan fotosintesis oksigen, yang mengambil karbon dioksida dan sinar matahari untuk menghasilkan energi, oksigen, dan air.
Setelah bekerja selama sekitar 500 juta tahun, ganggang biru-hijau mengubah karbon dioksida atmosfer menjadi sebagian besar oksigen. Ini membuat banyak energi bebas tersedia untuk organisme berikutnya, tetapi membunuh semua bakteri anaerob (tidak menyukai udara) yang telah mendominasi planet ini sebelumnya. Karena kematian besar-besaran, peristiwa ini dikenal sebagai Bencana Oksigen. Bukti dari peristiwa ini tertinggal dalam bentuk formasi besi berpita, batuan yang terdiri dari pita senyawa besi teroksidasi yang berselang-seling dengan mineral miskin besi seperti serpih. Senyawa besi ini terbentuk ketika cyanobacteria mengunci besi dalam senyawa yang kemudian tenggelam ke dasar laut.
Cyanobacteria terutama ditemukan di lautan, di mana mereka adalah produsen utama dan dimakan oleh banyak organisme lain. Warna biru-hijau yang mereka berikan pada air adalah sumber dari nama mereka, ganggang biru-hijau. Warna hijau berasal dari klorofil dalam selnya. Di lautan, di mana ada banyak nitrogen yang tersedia di air laut dan karbon dioksida yang tersedia dari atmosfer, faktor pembatas utama dalam pertumbuhannya adalah zat besi. Beberapa ilmuwan telah mulai bereksperimen dengan memupuk lautan dengan besi untuk meningkatkan pertumbuhannya, yang dapat menyerap karbon dioksida dari atmosfer dan mengekang pemanasan global.
Cyanobacteria juga terkenal karena kemampuannya untuk memperbaiki nitrogen – atau mengubahnya dari bentuk gas menjadi bentuk padat – fitur penting lain dari ekosistem apa pun. Semua organisme membutuhkan sumber nitrogen tetap untuk bertahan hidup. Organisme lain mengubah senyawa nitrogen tetap menjadi protein dan asam nukleat.