Ảnh hưởng của ánh sáng lên thành phần sinh hóa của tảo quang hợp chủ yếu được kiểm soát bởi quá trình quang thích nghi. Các tế bào trải qua các những thay đổi động học trong thành phần tế bào, cùng với các thay đổi trong các đặc tính siêu cấu trúc, sinh hóa và sinh lý để tăng cường quang hợp và tăng trưởng của tảo. Một xu hướng chung đối với các đáp ứng của tế bào với cường độ ánh sáng thấp là tăng hàm lượng diệp lục tố a và các sắc tố thu nhận ánh sáng khác (như diệp lục tố b, c, phycobiliprotein và các carotenoid sơ cấp). Ngược lại, trong đáp ứng với cường độ ánh sáng cao, diêp lục tố a và các sắc tố khác liên quan trực tiếp đến quang hợp giảm, trong khi đó, carotenoid thứ cấp (như zeaxanthin, b-carotene, astaxanthin) đóng vai trò như tác nhân quang bảo vệ tăng (Richmond, 2004). Ở Skeletonema costatum, ở cường độ ánh sáng thấp, sự hấp thu NO3- giảm khi cường độ ánh sáng giảm; ở cường độ ánh sáng cao, hấp thu NO3- đạt đến mức cao; sự hấp thu NH4+
không phụ thuộc vào ánh sáng và sự hiện diện của NH4+ làm ức chế quá trình hấp thu NO3-ở tất cả các cường độ ánh sáng (Bates, 1976).
Nhiệt độ ảnh hưởng lên các phản ứng sinh hóa của tảo. Giảm nhiệt độ tăng trưởng dưới mức tối ưu thường làm tăng lipid chưa no trong các hệ thống màng. Tính ổn định và tính linh động của màng tế bào được tăng cường, đặc biệt là màng thylakoid để bảo vệ bộ máy quang hợp không bị quang ức chế ở nhiệt độ thấp (Richmond, 2004).
Thay đổi pH có thểảnh hưởng lên sự tăng trưởng của tảo trong một số cách khác nhau, có thể làm thay đổi sự phân bố của carbon dioxide và sự hiện diện của carbon, thay đổi sự hiện diện của khoáng vi lượng và các chất dinh dưỡng thiết yếu. Ở các giá trị pH cực trị có thể gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến sinh lý (Chen and Durbin, 1994). Sự hạ thấp pH kích thích sự hấp thu và đồng hóa NO3-, trong khi sự tăng pH kích thích sự hấp thu và đồng hóa NH4+. Tuy nhiên, khi pH bên ngoài cao, ammonia (base yếu) khuếch tán nhanh vào tế bào chất (acid hơn). Do đó, ammonia, thiết yếu ở pH trung tính, trở thành độc trong môi trường kiềm (Bùi Trang Việt, 2000). Khoảng pH môi trường thích hợp cho việc nuôi cấy hầu hết các loài tảo là từ 7 – 9 và tối ưu nhất trong khoảng 8,2 – 8,7 (Lavens and Sorgeloos, 1996).
Nhiều loài vi tảo có khả năng tích lũy các phân tử nhỏ như là các chất điều hòa ấp suất thẩm thấu để đáp ứng với sự tăng độ muối hoặc áp suất thẩm thấu của môi trường. Trong các chất điều hòa áp suất thẩm thấu được tìm thấy ở vi tảo, polyol là quan trọng nhất, bao gồm glycerol, mannitol, galactitol, sorbitol, glycerol galactoside, sucrose và trehalose. Tăng độ muối dẫn đến tăng hàm lượng lipid tổng sốở tảo nhưMonodus subterraneus và Dunaliella spp. (Richmond, 2004).