Nostoc est un genre de cyanobactéries. Les cyanobactéries sont des organismes unicellulaires ne présentant ni noyau véritable, ni plaste, ni reproduction sexuée, anciennement appelées "algues bleu-vert. Les spirulines et les stromatolithes en font partie.

Les cyanobactéries sont dépourvues de membrane nucléaire, de mitochondries, de réticulum endoplasmique et de flagelle. Au microscope électronique, on distingue deux zones différenciées : une zone périphérique contenant les thylakoïdes, sortes de sacs écrasés contenant les organites photosynthétiques qui, outre la photosynthèse, assurent la respiration (et la fixation de l'azote chez certaines espèces comme les Nostoc), et une zone centrale qui contient l'ADN.

Les cyanobactéries possèdent de la chlorophylle et d'autres pigments, d'où leurs couleurs variées : plutôt bleue dans près de 50 % des cas (d'où leur nom) mais dorée, jaune, brun, rouge, orangé, vert émeraude, violet, ou bleu foncé presque noir dans plus de la moitié des espèces. Apparues il y a environ 3,8 milliards d'années, les cyanobactéries ont contribué à l'expansion des formes actuelles de vie sur Terre par leur production d'oxygène. Elles sont actuellement bien présentes et peuvent, en cas de prolifération, poser pas mal de problèmes.

Nostoc vit en colonies qui, quand elles sont déshydratées, sont extrêmement discrètes, mais qui, en période humide ou après des pluies, se gonflent d'eau et forment alors des masses gélatineuses verdâtres qui évoquent des algues.

Leur gonflement rapide en cas de pluie, alors qu'elles sont quasi invisibles par temps sec, a longtemps fait penser qu'elles tombaient du ciel, d'où leur nom de crachat de lune. Elles peuvent rester déshydratées pendant des mois ou des années, et se réhydrater en quelques heures. Certains jardiniers leur reprochent leur aspect peu ragoûtant, mais aussi les glissades parfois dangereuses qu'elles peuvent occasionner.

Ce sont des espèces pionnières, qui peuvent vivre sur des milieux pauvres et basiques où elles ne sont pas concurrencées par d'autres espèces : sols tassés, chemins ensoleillés, cailloutis de talus, carrières, rochers...

Elles forment parfois de véritables tapis, des nodules ou des boules. Elles jouent localement un rôle très important en matière de protection des sols contre l'érosion éolienne et hydrique, et la déshydratation sur certains sols en pente ou semi-désertiques. Lorsqu'elles meurent et se dégradent elles contribuent à former la matière organique du sol.

Les colonies de Nostoc sont très résistantes aux ultra-violets, à la radioactivité, aux pH basiques, à la dessiccation et à divers stress environnementaux (chocs thermiques notamment).

On trouve des espèces du genre Nostoc dans une grande variété de milieux, depuis certains déserts, à la limite des zones polaires, en passant par les rizières où ils assurent la grande fertilité azotée de ces milieux particuliers.