L’intensification de l’agriculture va de pair avec l’utilisation généralisée d’herbicides qui nuisent à la biodiversité aquatique. Les effets des herbicides sur les cyanobactéries productrices de toxines ont été peu étudiés. La présente étude visait à examiner les effets toxicologiques et physiologiques de l’herbicide clethodim sur Raphidiopsis raciborskii (alias Cylindrospermopsis raciborskii) ITEPA1 et Microcystis aeruginosa BCCUSP232. Au quatrième jour de l’expérience, l’exposition à 25 mg/L de cléthodime a entraîné la plus forte densité cellulaire de R. raciborskii. De même, l’exposition aux traitements à 1, 5, 20 et 50 mg/L de cléthodime a entraîné les densités cellulaires les plus élevées de M. aeruginosa au jour 4 de l’expérience. Les concentrations d’effet moyen (CE50) après 96 h d’exposition des deux souches à la cléthodime étaient de 192,98 mg/L et 168,73 mg/L pour R. raciborskii et M. aeruginosa, respectivement. La présence de cléthodime a augmenté de façon significative la teneur en microcystine totale de M. aeruginosa par rapport aux cultures témoins. À 400 mg/L, la teneur en saxitoxines totales de R. raciborskii était 27 % plus élevée que celle des cultures témoins au jour 4. En revanche, les cultures exposées à 100 mg/L de cléthodime présentaient les plus faibles taux de saxitoxines par quota cellulaire. Il y a eu une augmentation des niveaux de peroxyde d’hydrogène intracellulaire dans les deux espèces pendant l’exposition à la cléthodime, qui a été suivie par des changements significatifs (p < 0,05) dans l’activité des enzymes antioxydantes telles que la peroxydase et la superoxyde dismutase. Ces résultats ont révélé que la présence de faibles niveaux de cléthodime dans l’environnement aquatique pourrait conduire à la prolifération excessive des cyanobactéries et à l’altération de leur contenu en cyanotoxines.