현재로부터 37억 년 ~ 25억 년 전 시생누대 중에서 고시생대에 발생한 것으로 보이며, 지구 역사상 최초로 광합성을 시작한 생물이다.
39억 년 전 등장한 최초의 생명체인 혐기성# 세균과는 다르다. 남세균이 약 4억 년 동안 지구에서 산소를 만들어 내면서 현재 생물군의 지배종인 인간을 비롯한 호기성 생명체가 나타나는 초석을 마련했다. 이산화탄소, 메탄과 같은 온실가스 등을 이용하여 산소를 만들어낸다. 지구가 금성처럼 이산화탄소 덩어리가 되지 않은 것은 남세균이 이산화탄소를 산소로 바꿔주기 때문이다. 남세균의 광합성으로 인해 지금도 바다에 산소를 공급하고 있으며, 대기 산소 농도가 증가하여 오존층이 형성되었다. 그로 인해 캄브리아기 대폭발도 가능했으며, 지표면 유해광선[2]이 차단되어, 육상생물이 나타나게 되었다.[3]
또한 남세균은 생명활동을 통해 지질시대에 스트로마톨라이트라는 층을 형성하였다. 광합성을 하기에 엽록소가 있지만 그 외에 카로티노이드, 피코빌린 같은 보조색소를 가진 남세균도 있다. 남세균 세포 속에는 핵이 없으며 미토콘드리아 같은 세포소기관도 없다. 엽록체 역시 세포소기관이므로 남세균에는 없는데, 사실 엽록체 자체가 고대 남세균의 일부가 진핵세포에 공생하면서 만들어진 것이다.
