Biofuel mikroalga merupakan sumber bahan bakar alternatif yang terbuat dari minyak dan karbohidrat yang terdapat pada alga. Proses pembuatan biofuel dari alga diadaptasi dari metode produksi biodiesel serupa menggunakan proses, seperti transesterifikasi dan fermentasi, untuk membuat bahan bakar dari tanaman seperti jagung dan kedelai. Penggunaan alga untuk produksi biodiesel dan minyak mentah seringkali lebih hemat biaya karena alga yang ditanam secara hidroponik menghasilkan lebih banyak minyak daripada jumlah tanaman yang sama yang tumbuh di tanah.
Proses pembuatan biofuel mikroalga cukup sederhana. Alga ditanam di kolam terbuka, sistem loop tertutup, atau fotobioreaktor. Alga ini dipanen dan dikeringkan untuk digunakan dalam proses pembuatan biofuel mikroalga. Minyak tersebut kemudian diekstraksi dari alga dan diubah menjadi biodiesel atau bentuk minyak mentah dengan warna hijau melalui transesterifikasi. Bahan yang tersisa digunakan untuk membuat bioetanol atau biobutanol menggunakan proses fermentasi.
Metode budidaya alga telah menjadi perhatian utama bagi produsen biofuel. Alga tumbuh dengan cepat dibandingkan dengan tanaman bahan bakar lainnya, dengan siklus panen rata-rata satu sampai sepuluh hari. Sementara ganggang dapat berhasil tumbuh dan dipanen dari kolam terbuka, kolam ini dapat terkontaminasi. Sistem loop tertutup dan fotobioreaktor dirancang untuk mencegah kemungkinan kontaminasi dari luar tetapi menawarkan kerugiannya sendiri dalam bentuk kesulitan panen, biaya operasi, dan investasi awal.
Karena permintaan akan pasokan karbon dioksida steril (CO2) yang stabil, banyak sistem loop tertutup dan fotobioreaktor dirancang untuk memiliki hubungan simbiosis dengan cerobong asap industri. Dalam desain ini, peralatan pertanian alga menggunakan kembali emisi CO2 pabrik untuk mendorong pertumbuhan alga untuk produksi biofuel. Perlu dicatat bahwa, sementara biofuel mikroalga dianggap sebagai bahan bakar alternatif hijau, itu hanya menghasilkan emisi CO2 netral karena CO2 yang ditangkap selama tahap pertumbuhan dilepaskan ketika biofuel dibakar. Manfaat penggunaan biofuel terletak pada kenyataan bahwa bahan bakar netral CO2 ini dapat menghilangkan CO2 atmosfer tambahan yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil positif CO2.
Menggunakan biofuel mikroalga memberikan beberapa manfaat berbeda bagi industri dan konsumen. Dengan menanam ganggang untuk produksi biofuel, industri dapat mengurangi dampaknya terhadap lingkungan, seringkali memperoleh manfaat pajak dan subsidi pemerintah yang diteruskan ke konsumen sebagai harga yang lebih rendah. Dalam beberapa kasus, industri dapat menggunakan dan menghasilkan biofuel mikroalga di sekitar yang sama, sehingga memasok bahan bakar ke pabrik sekaligus menghasilkan CO2 yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan alga. Keuntungan penggunaan bahan bakar nabati juga dapat dilihat dari berkurangnya ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dan turunnya biaya bahan bakar, khususnya pada industri penerbangan dan transportasi.