La produzione di biodiesel algale richiede sistemi di coltivazione e raccolta su larga scala, che incorporano alcune sfide come la riduzione del costo per unità di superficie, la riduzione dei costi di lavorazione a valle, ecc. Nell'identificazione delle specie di biocarburante adatte, anche il profilo degli acidi grassi è una considerazione importante. Nel breve periodo, il miglioramento dei profili lipidici di alcuni ceppi principali che hanno alti livelli di efficienza lipidica attraverso tecniche di ingegneria genetica, l'utilizzo di tecnologie fotovoltaiche o di fotosintesi artificiale per convertire l'energia solare in combustibili liquidi per immagazzinare un'enorme quantità di energia e i processi di riciclaggio della CO2 solare per altri prodotti a valore aggiunto saranno le sfide principali per i ricercatori.