藍細菌與水體環境質量關系密切，在水體生長旺盛時，能使水色變藍或其他顏色，并且有的藍細菌能發出草腥味或霉味。湖波中常見的藍細菌有銅綠微囊藻、曲魚腥藻等。某些種屬的藍細菌大量繁殖會引起“水華”（淡水水體）或“赤潮”（海水），導致水質惡化，引起一系列環境問題。在污水中或潮濕的土地上常見的有灰顫藻或巨顫藻。藍細菌中的許多類群具有固定空氣中氮的能力，已發現的固氮藍細菌多達120多種。藍細菌能在固體表面形成“墊狀體”。一些藍細菌還能與真菌。苔蘚、蕨類和種子植物共生，如地衣是藍細菌與真菌的共生體。
藍藻爆發
在一些營養豐富的水體中，有些藍藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一層藍綠色而有腥臭味的浮沫，稱為“水華”，大規模的藍藻爆發，被稱為“綠潮”（和海洋發生的赤潮對應）。綠潮引起水質惡化，嚴重時耗盡水中氧氣而造成魚類的死亡。
藍藻爆發會導致嚴重的水污染事件，最嚴重的一次危機為2007年太湖藍藻污染事件。當年6月，太湖藍藻大爆發，幾十厘米厚的藍藻覆蓋所有水面。據無錫市政府公布的統計數據，除無錫水廠外，其余占全市供水70%的水廠水質都被污染，水龍頭里放出的水又黃又臭，200萬無錫市民生活飲用水受污染，市區純凈水被哄搶，政府雖及時采取措施，但已經對人民的生活產生很大的影響。其后，盡管國家下了大力氣治理太湖污染，藍藻依然每年爆發。