Heterocysterna skiljer sig mikroskopiskt från övriga celler, de s.k. vegetativa cellerna, genom att de är trindare och har en mycket tjock cellvägg. I motsats till de vegetativa cellerna saknar de fotosystem II (se fotosyntes) och fykobilisomer, binder inte koldioxid och avger inte syre. Med hjälp av fotosystem I utför de cyklisk fotofosforylering