实验室为水生生物研究所在微藻能源、淡水生态系统、水环境保护和修复等研究提供支撑。通过淡水藻类物种的记述、分类弄清我国微藻多样性和区系分布；建设藻种库，分离、保藏微藻种质资源；研究微藻重点类群的系统演化关系，阐明重要形态特征起源和演化的遗传学机理；在生理、生化、细胞和基因层面研究微藻细胞分化、细胞结构形成、抗逆和代谢物积累等重要生命过程；研究微藻在淡水水体、土壤、沙漠等生境的种群动态和演替过程；发展微藻生物技术，开拓其在能源、食品、荒漠治理等领域的应用途径。具体来说有如下内容：

◆ 藻类系统分类学与藻种保藏

I-1.藻类分类学 

I-2.藻类系统演化研究 
      I-3.藻种库建设

◆ 藻类生理学和环境生物学

II-1.藻类的生长繁殖与环境因子的关系 
      II-2.藻类的物质代谢和能量代谢 
      II-3.藻类适应环境胁迫的生理基础 
      II-4.藻类过度繁殖及其次生代谢物的环境效应

◆ 藻类分子生物学

III-1.藻类生物化学——藻类代谢产物积累、抗胁迫、细胞分化等过程的生物化学研究 
      III-2.藻类细胞生物学——衣藻鞭毛形成、油滴发生等细胞学研究 
      III-3.藻类分子遗传学——蓝藻细胞分化、抗寒力形成、油脂积累等过程的基因及调控研究 
      III-4.藻类组学研究——细胞分化、抗胁迫、代谢物积累过程的转录组、蛋白组、代谢组分析，微藻宏基因组分析等

◆ 藻类应用技术

IV-1.藻类大量培养 
      IV-2.应用微藻生产油料和其他化学品
      IV-3.有害藻类监测与预警 
      IV-4.荒漠藻固沙技术