胞壁內有原生質膜，膜內原生質較稠，可分為兩個主要區域，即周圍的有光合色素的色質區和中央的無色的中心質區。中心質區有DNA 微絲，但無堿性蛋白（組蛋白）。核糖體在整個細胞中均有分布，但在中央區周圍較為密集。原生質中常具有大小不等的強反光顆粒，如多磷酸體、多麵體（羧化酶體）、藍藻體（天門冬氨酸和精氨酸聚合體的結晶，又稱結構顆粒）和多聚糖體（又稱藍藻澱粉或糖原）等。浮遊藍藻往往有偽空胞（又稱氣泡），為兩端呈錐形的具單層蛋白質膜的空管成束排列所組成，有遮強光和漂浮的功能。藍藻的光合色素是葉綠素A、藻膽素（藻藍素、別藻藍素、藻紅素和藻紅藍素）及多種類胡蘿卜素。它能采收光能，以水作為電子來源進行光合作用，固定CO2，放出氧氣。藍藻和其他植物一樣，進行自養生活。
念珠藻目和真枝藻目的許多種類中有異形胞，它比營養細胞稍大，是由個別營養細胞在化合氮不足的條件下分化形成的。異形胞不能進行光合作用固定CO2或放氧，其呼吸作用較營養細胞強，具強的還原條件，是固氮酶固氮的主要場所。
下屬分類
1971年法國斯塔尼爾等基於藍藻在原核和細胞壁的組成，脂肪酸和DNA 堿基的組成等特性上與細菌相近似，提出藍藻應命名為藍細菌的觀點。該觀點目前已逐漸為微生物學家和生理生化學家等所采用。但是，藍藻具有能以水作為電子來源進行光合作用放氧，低的內源呼吸率以及有限的利用有機物作為能源和碳源等的能力和特性屬於植物界的主要屬性，為原有的“細菌”屬性所不包容。
目前，浮遊藍藻基本上按英國藻類學家F.E.弗裏奇的分類係統，分為色球藻目、寬球藻目、管孢藻目、念珠藻目和真枝藻目等5個目。
浮遊金藻
浮遊金藻是藻類植物的一門。藻體為單細胞或集成群體，浮遊或附著。金藻的載色體為金褐色，除含葉綠素外，還含有較多的類胡蘿卜素。單細胞遊動的種類，無細胞壁；有細胞壁的種類，其細胞壁的組成物質主要為果膠。金藻多具一或兩根頂生的鞭毛（三根的少見），鞭毛等長或不等長。它的貯藏食物為油類和麥白蛋白。
繁殖方法有斷裂（群體種類）、分裂和產生遊動孢子（無鞭毛的種類）；有性生殖少見，屬同配接合。金藻主要分布在溫度較低的清澈淡水中。
浮遊金藻是A.Pascher（1914）所設的植物分類係統中的一門。它是含有大量β-胡蘿卜素和黃嘌呤的天然色素而呈黃綠色或金褐色的藻類。貯藏物有β-1，3-葡聚糖的金藻多糖（金藻昆布糖）和油脂，不形成澱粉。
細胞壁一般為如衣箱似的兩層疊合起來構成，有的含有矽酸。可按有無鞭毛以及單細胞或群體等來劃分。浮遊金藻的無性繁殖有各種方式：細胞分裂（如異變形蟲）、遊動孢子（如氣球藻屬）、內生孢子（如棕鞭藻屬）、似親孢子（如綠蛇藻屬）、不動孢子（如黃絲藻）和厚壁孢子（如黃絲藻）等，其中可形成內生孢子是這一門植物的特征。有性生殖也有各種方式：有鞭毛（黃絲藻）和無鞭毛（羽紋矽藻）的同形配子的融合，異形配子的融合（氣球藻屬）和自體受精（在矽藻形成複大孢子）等。
本門植物約有300屬6000種。其中3/4是淡水產，其餘為海產。從前把黃藻綱劃為綠藻綱，把金藻綱歸入鞭毛藻類，並認為矽藻綱與褐藻類有關係，但從它們的貯藏物質和顏色的相似性，營養細胞或孢子有兩層套合的外殼以及形成特殊的內生孢子等方麵來看，應將它們歸入金藻門。然而因為光合色素、貯藏物質以及生殖細胞的相似，最近又將它們與褐藻類合並總稱為雜色植物門。
除根綠藻目外，該門植物的各個目在進化階段上都可以和綠藻類的各個目相比較。