푸른곰팡이는 학명 Penicillium에 해당하는 곰팡이의 총칭으로, 눈꽃동충하초강(Eurotiomycetes) 푸른곰팡이속(Penicillium)에 속한다. 몸은 실 모양의 균사로 이루어져 있으며, 빗자루 모양의 분생자(分生子) 자루를 가진 것이 특징이다. 색깔은 일정하지 않아 청록색, 녹색, 황록색 등이 많고, 드물게 갈색이나 홍갈색을 띠는 종도 있다. 분생자 자루의 선단에는 피아라이드(phialide)라는 구조가 형성되며, 그 선단에서 밀려나온 포자가 염주 모양으로 배열된다.
분류학적으로는 보통 자낭균류(Ascomycota)에 포함되나, 자낭이 없는 종도 적지 않아 정확하게는 불완전균류로 분류되기도 한다. 자낭이 있는 종은 탈라로미케스(Talaromyces) 또는 카르펜텔레스(Carpenteles)로 구분된다. 전 세계적으로 약 300종 이상이 알려져 있으며, 일반 가정에서도 흔히 발견된다.
푸른곰팡이는 인간 생활과 밀접한 관련이 있다. Penicillium chrysogenum(크리소게눔) 등의 종은 페니실린(penicillin)이라는 항생 물질을 생성하는 것으로 유명하며, 이를 이용하여 의약품이 제조된다. 또한 특정 종류의 푸른곰팡이는 블루치즈(blue cheese)와 같은 발효 식품을 만드는 데 사용된다. 반면 Penicillium toxicarium(톡시카리움)이나 Penicillium islandicum(이슬란디쿰)은 동물에 유독한 물질을 생성하는 것으로 알려져 있어 동물 사료에서 문제가 된다.
농업 분야에서는 푸른곰팡이병(靑黴病, blue mold)이라는 식물 병해로 알려져 있다. Penicillium expansum은 사과 등 저장 과일에 발생하여 과실을 부패시키며, Penicillium italicum은 감귤류에 푸른곰팡이병을 일으킨다. Penicillium gladioli는 구근(球根) 식물에 피해를 준다. 이들 병원균은 주로 과실이나 식물체의 상처 부위를 통해 침입하며, 저장 중이나 운송 도중에 피해가 크게 나타난다.
속명 Penicillium은 미술용 붓을 뜻하는 라틴어에서 유래하였으며, 이는 분생자 자루의 형태가 붓과 유사한 데서 비롯된 명칭이다.