Die Photosynthese der Cyanobakterien findet an in deren Thylakoidmembran statt und läuft dort wie in den Thylakoiden der Chloroplasten der eukaryotischen grünen Pflanzen ( Algen Moose Farne Samenpflanzen ) ab. Die Cyanobakterien nutzen für ihre nicht nur den Teil des Lichtspektrums den auch die grünen Pflanzen verwenden haben zusätzliche Antennenkomplexe so genannte Phycobilisomen. Diese vielen Cyanobakterien ihre bläuliche Färbung und ermöglichen die Nutzung eines grösseren Bereichs des Lichtspektrums der so genannten Grünlücke von ca. 500 600 nm).
Nach der Endosymbiontenhypothese waren die Vorfahren der heutigen Cyanobakterien Vorläufer der Chloroplasten.