胶藻菌在演化树上位于蓝菌演化支的基部,为蓝菌的基群、所有其他蓝菌的姊妹群。胶藻菌是所有可行有氧光合作用的生物细胞中唯一不具有类囊体者,其光系统也与其他蓝菌有相当差异,可能是最早可行有氧光合作用的生物。胶藻菌属仅包含三个物种,分子钟分析显示胶藻菌的演化支约于距今20亿年前与其他蓝菌(冠群蓝菌)分家。