膠藻菌在演化樹上位於藍菌演化支的基部,為藍菌的基群、所有其他藍菌的姊妹群。膠藻菌是所有可行有氧光合作用的生物細胞中唯一不具有類囊體者,其光系统也與其他藍菌有相當差異,可能是最早可行有氧光合作用的生物。膠藻菌屬僅包含三個物種,分子鐘分析顯示膠藻菌的演化支約於距今20億年前與其他藍菌(冠群藍菌)分家。