微藻類含有多種活性物質，目前的研發工作主要集中在PUFA（多不飽和脂肪酸）類，多糖類，色素類等。華東理工大學就在利用異樣型微藻生產DHA方面做得很突出。我國目前有關的專利如00117546.7微藻保健食品及其制備方法，主要包含微藻食品的生產和加工。
小球藻其中的活性物質在醫學領域的作用很大。如PUFA特別是其中的EPA（二十碳五烯酸）和DHA（二十二碳六烯酸）對防治心臟疾病、動脈硬化、癌癥、風濕關節炎、哮喘和糖尿病等人類疾病有明顯效果。海洋微藻具有合成EDA和DHA的能力，並且相對於魚油來說含量高，而且沒有魚腥味，又能避免了攝入過多膽固醇的因素。制作成可食用的過程中不易氧化，是很好的保健食品。
微藻中含有多種多糖物質，能增強人體和動物體的細胞免疫和體液免疫功能。研究表明，螺旋藻多糖能顯著增強輻射引起的DNA損傷的切除、修復作用和程序外DNA合成，還具有壹定的抗突變功能 ，小球藻多糖對腹水肝癌AH44，AH41c，白血病L壹120，艾氏腹水癌，MethA腫瘤均顯示了抗腫瘤活性 。
β壹胡蘿蔔素是V a的前體物質，具有防癌、抗癌、增強人體免疫功能和延緩衰老的作用。目前，市場上的β壹胡蘿蔔素大多為化學合成產品。隨著毒理學和分析技術的不斷發展，人們發現，盡管化學合成β壹胡蘿蔔素的純度較高、生產成本低，但合成技術復雜，合成產品中含有少量有毒成分，對染色體有畸變作用。生產β壹胡蘿蔔素的微藻主要是鹽生杜氏藻(Dunaliella salina)，它可大量積累β壹胡蘿蔔素，最高可達10％ ，遠遠高於其他動物和植物體內的含量。
蝦青素註解3是壹種氧化型的類胡蘿蔔素，較壹般類胡蘿蔔素抗氧化性更強，具有增強機體免疫力、預防癌癥等功能。雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)細胞內蝦青素的含量很高，超過細胞幹重的4％ ，是目前發現的蝦青素含量最高的生物，被認為是壹種最有開發前景的綠藻。另外發現其他個別類型的綠藻也能積累蝦青素，可以為人們所用。