Las preocupaciones sobre las fuentes de energía sostenible surgen debido a la naturaleza no renovable del petróleo. La creciente demanda de combustibles fósiles y la inflación de precios impactan negativamente la seguridad energética y la economía de un país. La generación y el uso de biocombustibles podrían ser sugeridos como una alternativa sostenible a los combustibles fósiles. Varios estudios han investigado el potencial de utilizar cultivos comestibles para la producción de biocombustibles. Sin embargo, el uso de algas como materia prima adecuada se está promoviendo actualmente debido a su capacidad para resistir condiciones ambientales adversas, su capacidad para generar más aceite por área y su potencial para mitigar crisis energéticas y el cambio climático sin un impacto perjudicial en el medio ambiente y el suministro de alimentos. Además, el enfoque de biorefinería en la producción de biocombustibles a base de algas controla la economía del cultivo de algas. Por lo tanto, este artículo revisa críticamente los diferentes sistemas de cultivo de algas con parámetros críticos que incluyen métodos de cosecha, biocombustibles a base de algas previstos con técnicas de procesamiento relevantes, otras aplicaciones de biomasa algal valorizada, méritos y desventajas, y limitaciones y desafíos en la producción de biocombustibles a base de algas.