Fotosyntes och andra metaboliska processer
Cyanobakterier använder solljusets energi för att driva fotosyntesen, en process där ljusets energi används för att dela upp vattenmolekyler till syre, protoner och elektroner. Som alla prokaryotiska organismer uppvisar cyanobakterier varken kärnor eller inre membran; många cyanobakteriearter har veck på sina yttre membran som fungerar i fotosyntesen. Cyanobakterier får sin färg från det blåaktiga pigmentet fykocyanin, som de använder för att fånga ljus för fotosyntesen.
Fotosyntesen hos cyanobakterier använder i allmänhet vatten som elektrondonator och producerar syre som biprodukt, även om vissa arter också kan använda svavelväte, vilket förekommer bland andra fotosyntetiska bakterier. Koldioxid reduceras till kolhydrater via Calvincykeln. I de flesta former är fotosyntesmaskineriet inbäddat i veck i cellmembranet, så kallade thylakoider.
På grund av sin förmåga att fixera kväve under aeroba förhållanden återfinns de ofta i symbiontiska partnerskap med ett antal andra grupper av organismer, inklusive men inte begränsat till svampar (lavar), koraller, pteridofyter (Azolla) och angiospermer (Gunnera).
Många cyanobakterier kan reducera omgivande nivåer av kväve och koldioxid under aeroba förhållanden, ett faktum som kan ligga bakom deras evolutionära och ekologiska framgång. Den vattenoxiderande fotosyntesen åstadkoms genom att koppla ihop aktiviteten hos fotosystem (PS) II och I (Z-scheme). Under anaeroba förhållanden kan de också använda endast PS I – cyklisk fotofosforylering – med andra elektrongivare än vatten (till exempel vätesulfid), på samma sätt som de lila fotosyntetiska bakterierna.
De delar också en arkeologisk egenskap, nämligen förmågan att reducera elementärt svavel genom anaerob andning i mörker. Deras fotosyntetiska elektrontransport delar samma fack som komponenterna i den respiratoriska elektrontransporten. Deras plasmamembran innehåller endast komponenter i den respiratoriska kedjan, medan thylakoidmembranet är värd för både respiratorisk och fotosyntetisk elektrontransport.