蓝藻是世界上发现的最古老的植物。地质学家们在南非的谢巴金矿地层中，发现了一种距今已有34亿年历史的蓝藻类化石。这种古代蓝藻的模样儿同现代的蓝球藻差不多。蓝藻具有植物的最基本特征：能用自身拥有的叶绿素进行光合作用制造养分，独立繁殖，不依靠其他生物自营生活。
蓝藻是藻类植物中的一大类型。根据蓝藻化石，科学家们推测，最古老、最原始的植物——藻类，是所有植物的祖先，大约出现在33－35亿年前，地球形成后的11－13亿年以后。至今，古代蓝藻的子孙仍然广泛地生活在自然界里，是繁殖力最强的水生植物之一。海水中、淡水中，冰天雪地里、高温的泉水中，岩石上，到处有它们的踪迹。
蓝藻的种类很多，全世界约有2000多种。
蓝藻对自然界的贡献很大。蓝藻中有l00多种属于固氮蓝藻，能利用空气中的游离氮素，制造氮素化合物。据估计，地球上的固氮蓝藻每年可从空气中固定纯氮1000万吨左右，相当于5000万吨硫酸铵所含的氮素。
蓝藻中有l00多种属于固氮蓝藻，能利用空气中的游离氮素，制造氮素化合物，如氨和其他含氮有机化合物。须知，空气中的分子态无机氮是不能被生物利用的。分子态的无机氮只有被转化或者被固定成有机氮化物，才能被生物体利用，成为构成生物体蛋白质等参与生命活动中氮代谢的基础物质。
蓝藻的固氮作用就是将分子态氮合成氨和其他含氮有机化合物的过程。自然界空气中的分子氮的固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电、高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内合成氨的过程。大气中90％以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用合成氨的。生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生理功能，已知具固氮作用的微生物约近50个属，蓝藻就是其中重要的成员。蓝藻的细胞内具有固氮酶。固氮作用过程十分复杂，目前还没完全研究清楚。
藻类植物虽然是最低等、最原始的植物，但现在地球上所有植物有机物光合作用的初级生长量的90％来自藻类，其光合效率也比陆生植物高得多，一般陆生植物的光合效率仅1％—22．5％左右，而单细胞的小球藻则可高达23．5％。可以说，藻类植物是生物食物链中最重要的初始环节之一。
固氮微生物的类型 固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，可以将它们分为自生固氮微生物、共生固氮微生物和联合固氮微生物三类。
自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存关系。常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻（异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮）。
共生固氮微生物只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。共生固氮微生物可以分为两类：一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌，以及与桤木属、杨梅属和沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌；另一类是与红萍（又叫做满江红）等水生蕨类植物或罗汉松等裸子植物共生的蓝藻。由蓝藻和某些真菌形成的地衣也属于这一类。
有些固氮微生物如固氮螺菌、雀稗固氮菌等，能够生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根内的皮层细胞之间。这些固氮微生物和共生的植物之间具有一定的专一性，但是不形成根瘤那样的特殊结构。这些微生物还能够自行固氮，它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式叫做联合固氮。
豆科植物的根瘤 根瘤菌属中有十几种根瘤菌，这些根瘤菌与豆科植物具有特殊的互利共生关系，也就是一种根瘤菌只能在一种或若干种豆科植物的根上形成根瘤。根据每种根瘤菌只能在特定的一种或若干种豆科植物上结瘤的现象，人们把根瘤菌及其豆科寄主分成不同的族，这些族也叫做互接种族。一种豆科植物的根瘤菌只能使同一个互接种族内的其他豆科植物结瘤。形成互接种族的原因是，豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质，只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤菌细胞表面的多糖物质才能产生特异性结合。
