Fotobioloogilise konversiooni läbiviimiseks kasutatakse ära organismide fotosünteetilist aktiivsust, et toota biokütuseid otsese päikesekiirguse vahendusel. Näiteks on bakterite ja rohevetikate fotosünteetilist aktiivsust kasutatud vesiniku saamiseks veest päikesevalguse toimel. Lisaks uuritakse ühe rohkem bakterite abil vetikatest bioõli, biogaasi ja biovesiniku tootmist.

Vetikate kasvatusbassein. Autor JanB46 (CC-BY-SA-3.0),
http://news.thomasnet.com/green_clean/wp-content/uploads/2013/02/Algae_pond_raceway.jpg