束毛藻属（
学名：Trichodesmium）为
颤藻科的一个属，属于
藻类植物。其藻体由单列
细胞组成的没有分枝的藻丝构成，藻丝在侧面互相贴靠但不交织，形成一种束状或鳞片状的群体，自由漂浮于水中。此属的
模式种为红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)。在其大量繁生时，往往形成水华或称
赤潮。其中有一种名为红色束毛藻的，系
红海中重要的
浮游藻，当其大量繁生时，海水变成红色，红海因而得名。1978年间我国
东海海中亦曾出现这种红色束毛藻大量繁殖，使周围的水体，船上使用的绳索都染成血红色。
束毛藻属的藻丝原柱形直走，或作螺旋状弯曲，除末端部的游离
细胞略狭小外，藻丝上其余的细胞的直径几乎一致；细胞圆柱形或
腰鼓形，藻丝细胞列中有异形胞。细胞间有的无缢缩，有的有明显的缢缩；细胞的内容物常随种的不同而呈现质地均匀，或含颗粒体，或充满无数的伪空胞。
束毛藻是一种
固氮菌，能够将大气中的
氮气固定为氨，这是其他生物所需的营养物质。束毛藻的固氮量巨大，可能占据全球海洋系统固氮的近一半。束毛藻是唯一一种在白天、在有氧条件下，无需使用异形胞固定氮的固氮菌。束毛藻可以作为个体存在，由数十至数百个
细胞组成的藻丝，也可以形成由数十至数百个藻丝群聚而成的
殖民地。这些殖民地可肉眼可见，有时会形成大面积的藻华，这是海洋中的一种重要微生物群落。