Las cianobacterias son un grupo diverso de organismos conocidos por producir cianotoxinas altamente potentes que representan una amenaza para la salud humana, animal y ambiental. Estas toxinas tienen estructuras químicas y mecanismos de toxicidad variables, y varias clases de toxinas pueden estar presentes simultáneamente, lo que dificulta la evaluación de sus efectos tóxicos utilizando métodos fisicoquímicos, incluso cuando se identifica el organismo productor y su abundancia. Para abordar estos desafíos, se están explorando organismos alternativos entre vertebrados e invertebrados acuáticos a medida que evolucionan y se diversifican más ensayos del bioensayo de ratón inicialmente establecido y utilizado de manera rutinaria. Sin embargo, detectar cianotoxinas en muestras ambientales complejas y caracterizar sus modos de acción tóxica siguen siendo grandes desafíos. Esta revisión proporciona una visión general sistemática del uso de algunos de estos modelos alternativos y sus respuestas a metabolitos cianobacterianos dañinos. También evalúa la utilidad general, sensibilidad y eficiencia de estos modelos en la investigación de los mecanismos de cianotoxicidad expresados a diferentes niveles de organización biológica. A partir de los hallazgos reportados, está claro que las pruebas de cianotoxinas requieren un enfoque multinivel. Si bien estudiar cambios a nivel de organismo completo es esencial, ya que las complejidades de los organismos completos aún están más allá del alcance de las metodologías in vitro, comprender la cianotoxicidad a niveles moleculares y bioquímicos es necesario para evaluaciones de toxicidad significativas. Se necesita más investigación para refinar y optimizar los bioensayos para pruebas de cianotoxicidad, lo que incluye desarrollar protocolos estandarizados e identificar nuevos organismos modelo para una mejor comprensión de los mecanismos con menos preocupaciones éticas. Los modelos in vitro y la modelización computacional pueden complementar los bioensayos en vertebrados y reducir el uso de animales, lo que lleva a una mejor evaluación de riesgos y caracterización de cianotoxinas.