微藻培養必須在水質處理、培養條件及培養方式三方面都達到平衡穩定的操作。水質處理包含過濾及殺菌，過濾的功用為去除水中懸浮微粒及有害生物，維持水的透明度，可有效促進微藻生長。一般培養用水處理程序為混凝澄清、沉澱與過濾，首先將水中有機物等凝集成大顆粒，再以靜置方式使大顆粒沉澱，然後利用不同的過濾方式去除水中殘餘的小顆粒懸浮物質。不同的方式可以過濾不同的目標，微藻培養用水主要透過物理過濾及生物過濾來移除水中大顆粒物質及有害化學物質，維持水環境的穩定。至於殺菌處理則是為了提供較合適的環境讓微藻生長，不是要殺光水中的細菌，所以需依培養規模、用途及水資源狀況而定，以正確的殺菌方式處理用水才能有效提供平衡穩定的水環境。
處理用水的沙濾系統
微藻培養條件依藻株特性而有不同需求，主要分為培養液及培養環境兩部分。培養液是指培養微藻使用的營養配方，又分為化學肥料及有機肥料，一般係以化學肥料促進微藻快速增生，再用有機肥維持藻色及延長微藻培養週期。常用化學肥有Walne配方、硫酸銨、尿素及過磷酸鈣等，有機肥則是發酵液及魚溶漿等。培養環境指的是適合微藻生長的光照、溫度、鹽度及光週期等，在自然培養環境中，以溫度及光照最難控制，且會直接影響微藻活存。培養期間的溫度及光照倘若超過微藻可負擔的程度即會造成藻體死亡，例如夏季正中午高水溫達40℃，再加上高光照度，即會導致等邊金藻會快速死亡。以顯微鏡鏡檢可見受傷害的藻細胞雖細胞外型仍維持原狀，但細胞內色素體等胞器破碎分散，此為不可逆且無法回復之傷害。 培養方式由繼代保種培養放大到室外打氣培養，依目標而定。繼代培養是在潔淨的環境中以靜置方式使微藻種原持續增殖並保持活力，打氣培養則是提供適當的環境使特定微藻成為優勢種，而後於室內進行擴培或在室外大量培養。不論繼代培養或室外大型培養皆需按部就班，由少量至大量，並維持平衡穩定的環境及適當的操作，才能順利生產所需的優質微藻。
不同的微藻培育方式：（左）靜置繼代培養；（中）室內打氣擴培；（右）戶外打氣培養