Сине-зеленые водоросли весьма обычны в поч­ве и в напочвенных сообществах, встреча­ются они и в сырых местообитаниях, а также на коре деревьев, на камнях и т. п. Все эти местообитания часто не постоянно обеспечены влагой и неравномерно освещены (подробнее см. в очерках о наземных и почвенных водо­рослях).

Сине-зеленые водоросли встречаются также в криофильных сообществах — на льдах и на снегу. Фотосинтез возможен, конечно, только в том случае, когда клетки окружены прослой­кой жидкой воды, что и происходит здесь при ярком солнечном освещении снега и льда.

Солнечная радиация на ледниках и снеж­никах очень интенсивна, значительную часть ее составляет коротковолновое излучение, что вызывает у водорослей защитные приспо­собления. В группу криобионтов входит ряд видов сине-зеленых водорослей, по все же в це­лом представители этого отдела предпочитают местообитания с повышенной температурой (подробнее см. в очерке о водорослях снега и льда).

Сине-зеленые водоросли преобладают в планк­тоне эвтрофных (богатых питательными вещест­вами) водоемов, где их массовое развитие часто вызывает «цветение» воды. Планктонному об­разу жизни этих водорослей способствуют га­зовые вакуоли в клетках, хотя они имеются и не у всех возбудителей «цветения». Прижизненные выделения и продукты посмерт­ного разложения у некоторых из этих сине-зеленых водорослей ядовиты. Массовое разви­тие большинства планктонных сине-зеленых водорослей начинается при высокой темпера­туре, т. е. во второй половине весны, летом и в начале осени. Установлено, что для большин­ства пресноводных сине-зеленых водорослей температурный оптимум находится около ЗО°С. Есть и исключения. Некоторые виды осциллатории вызывают «цветение» воды подо льдом, т. е. при температуре около 0°С. Бесцветные и сероводородолюбивые виды развиваются в мас­совом количестве в глубинных слоях озер. Не­которые возбудители «цветения» явно выходят за границы своего ареала благодаря человече­ской деятельности. Так, виды рода Anabaenopsis за пределами тропических и субтропических областей долгое время совсем не встречались, но потом были найдены в южных районах умерен­ного пояса, а несколько лет назад разви­лись уже в Хельсинкской бухте. Подходящая температура и повышенная эвтрофизация (ор­ганическое загрязнение) позволили этому ор­ганизму развиваться в больших количествах и севернее 60-й параллели.

«Цветение» воды вообще, а вызванное сине-зелеными водорослями особенно считается сти­хийным бедствием, так как вода становится почти ни к чему уже не пригодной. При этом значительно увеличиваются вторичное загряз­нение и заиление водоема, так как биомасса водорослей в «цветущем» водоеме достигает значительных величин (средняя биомасса— до 200 г/м3, максимальная — до 450—500 г/ж3), а среди сине-зеленых очень мало таких видов, которые употреблялись бы другими организ­мами в пищу.

Многосторонни отношения между сине-зеле­ными водорослями и другими организмами. Виды из родов Gloeocapsa, Nostoc, Scytonema, Stigonema, Rivularia и Calothrix являются фикобионтами в лишайниках. Некоторые сине-зеленые водоросли живут в других организ­мах в качестве ассимиляторов. В воздушных камерах мхов Anthoceros, Blasia живут виды Anabaena и Nostoc. В листьях водяного папо­ротника Azolla americana обитает Anabaena azollae, в межклетниках Cycas и Zamia — Nostoc punctiforme (подробнее см. в очерке о симбиозе водорослей с другими организмами).

Таким образом, сине-зеленые водоросли встре­чаются на всех континентах и во всевозможных местообитаниях — в воде и на суше, в пресных и соленых водах, везде и всюду.

Многие авторы придерживаются мнения, что все сине-зеленые водоросли убиквисты и космо­политы, но это далеко не так. Выше уже гово­рилось о географическом распространении рода Anabaenopsis. Подробными исследованиями до­казано, что даже такой распространенный вид, как Nostoc pruniforme, не космополит. Неко­торые роды (например, Nostochopsis, Campty-loncmopsis, Raphidiopsis) целиком приурочены к поясам жаркого или теплого климата, Nostoc flagelliformo — к аридным районам, многие виды рода Chamaesiphon — к холодным и чисто-водным рекам и ручьям горных стран.