La creciente intensificación de la agricultura va acompañada del uso generalizado de herbicidas que afectan negativamente a la biodiversidad acuática. Los efectos de los herbicidas sobre las cianobacterias productoras de toxinas han sido poco estudiados. El presente estudio tiene como objetivo investigar los efectos toxicológicos y fisiológicos del herbicida cletodim sobre Raphidiopsis raciborskii (también conocida como Cylindrospermopsis raciborskii) ITEPA1 y Microcystis aeruginosa BCCUSP232. En el cuarto día del experimento, la exposición a 25 mg/L de cletodim dio lugar a la mayor densidad celular de R. raciborskii. Del mismo modo, la exposición a los tratamientos de 1, 5, 20 y 50 mg/L de cletodim dio lugar a las mayores densidades celulares de M. aeruginosa en el día 4 del experimento. Las concentraciones de efecto medio (EC50) tras 96 h de exposición de ambas cepas a cletodim fueron de 192,98 mg/L y 168,73 mg/L para R. raciborskii y M. aeruginosa, respectivamente. La presencia de cletodim aumentó significativamente el contenido total de microcistina de M. aeruginosa en comparación con los cultivos de control. A 400 mg/L, el contenido total de saxitoxinas de R. raciborskii fue un 27% mayor que el de los cultivos de control en el día 4. En cambio, los cultivos expuestos a 100 mg/L de cletodim presentaron los niveles más bajos de saxitoxinas por cuota celular. Hubo un aumento en los niveles de peróxido de hidrógeno intracelular en ambas especies durante la exposición a cletodim, que fue seguido por cambios significativos (p < 0,05) en la actividad de enzimas antioxidantes como la peroxidasa y la superóxido dismutasa. Estos resultados revelaron que la presencia de bajos niveles de cletodim en el medio acuático podría conducir a la proliferación excesiva de cianobacterias y a la alteración de su contenido de cianotoxinas.