Die Herstellung von Algenbiodiesel erfordert groß angelegte Anbau- und Erntesysteme, die einige Herausforderungen mit sich bringen, wie z. B. die Senkung der Kosten pro Flächeneinheit und die Verringerung der Kosten für die nachgelagerte Verarbeitung usw. Bei der Identifizierung geeigneter Biokraftstoffarten ist auch die Erstellung von Fettsäureprofilen ein wichtiger Aspekt. Kurzfristig werden die Verbesserung der Lipidprofile einiger wichtiger Stämme, die eine hohe Lipideffizienz aufweisen, durch gentechnische Verfahren und die Verwendung von Photovoltaik- oder künstlichen Photosynthesetechnologien zur Umwandlung von Solarenergie in flüssige Brennstoffe, um große Energiemengen zu speichern, sowie solare CO2-Recyclingverfahren für andere Mehrwertprodukte die wichtigsten Herausforderungen für die Forscher sein.