В сучасному світі виділяють 3 основні способи культивування водоростей:

1. Фототрофне культивування в відкритих водоймах;

2. Фототрофне культивування в закритих фотобіореакторах;

3. Гетеротрофне і змішане культивування в закритих.

В свою чергу кожен з цих способів культивування застосовується для різних видів водоростей і може бути реалізований для різних умов.

Закриті фотобіореактори були спроектовані для виправлення недоліків пов’язаних з системами відкритих водойм. Такими недоліками є: забруднення (контамінація); неконтрольованість параметрів культивування; випаровування з вільної поверхні; придатність для невеликої кількості видів; невелика об’ємна продуктивність; потреба у великих площах для будівництва відкритих водойм.

Фотобіореактори можуть використовуватися в приміщеннях, з штучним освітленням або з системами накопичування і розподілення природного світла, і на відкритих майданчиках, з використанням природного світла. Є декілька видів реалізації конструкції фотобіореакторів:

1. Трубчаті фотобіореактори (tubular photobioreactors). Декілька хвилеподібних, вертикальних, горизонтальних і похилих реакторів було спроектовано і побудовано останнім часом. Такі системи складаються з скляних або пластикових труб, мають газообмінну посудину для підведення СО₂ і відведення О₂, а також рециркулюючі нагнітачі (повітряні або водяні), у вигляді компресорів або насосів, для перемішування. Продуктивність таких систем різна для різних конструкторських рішень і видів водоростей, і варіюється в межах 13 – 34 г/(м²∙день).

2. Вертикальні бульбашкові колони і ерліфтові реактори (Vertical bubble columns and airlift reactors). Такі циліндричні фотобіореактори мають розташовані в нижній частині газорозподілювачі для введення газу у вигляді бульбашок. Можуть бути представлені у вигляді простих бульбашкових колон, щілинних циліндричних ерліфтів або ерліфтів у вигляді тягових труб. Мають вищу продуктивність ніж трубчаті фотобіореактори (максимальна продуктивність 93 г/(м²∙день)).

3. Комбінована бульбашкова колона з похилим трубчатим біореактором (Combined bubble column and inclined tubular PBR). Фотобіореактор у вигляді рівностороннього трикутника який комбінує принципи бульбашкових колон з вбудованими перемішуючими пристроями. Газообмін відбувається в газообмінних посудинах які розташовані в вершині трикутника.