生物燃料的发展瓶颈尽管生物燃料已在世界各个领域得到应用，但目前还没有成为国际能源的主力军。主要原因是以下限制。原材料来源不稳定。由于多种原因，厨房废油和木本油料作物作为原料来源不稳定。
产品成本高。以生物航空燃料为例，其成本是石油航空煤油的数倍，在成本上没有竞争优势。虽然航空公司也会购买一定数量的生物航空燃料，但考虑到成本，购买量不会很大。此外，成品油的生产还将产生外部间接成本。
20世纪70年代，美国能源部为了发展可持续能源，对微藻进行了大规模的收集、筛选和鉴定，终获得了300多种产油微藻，即脂类占细胞干重20%以上的微藻。其中，小球藻微球菌的脂比高达68%。据估计，藻类的年产油量可达到每公顷养殖面积15000至80000升。
