يُطلق على المفاعل الحيوي المستخدم لأغراض استزراع الطحالب بهدف تثبيت ثاني أكسيد الكربون أو إنتاج كتلةٍ حيويةٍ اسم المفاعل الحيوي الطحلبي (بالإنجليزية: algae bioreactor) أو المفاعل الحيوي الضوئي الطحلبي (بالإنجليزية: Photobioreactor). ونلاحظ أن هذا المفاعل الحيوي قد بُنِيَ بصورةٍ أساسيةٍ على أساس نظرية التفاعل البنائي الضوئي والذي تقوم به الطحلبياتالمحتوية على الكلوروفيل والتي تقوم بنفسها باستخدام ثاني أكسيد الكربون المتحلل وطاقة ضوء الشمس. حيث يتشتت ثاني أكسيد الكربون داخل سائل المفاعل ليجعله متاحاً للطحلبيات. ومن ثم يجب أن يتم تصنيع هذا المفاعل الحيوي من مادةٍ شفافةٍ.
وتتسم الطحالب بأنها كائنات ذاتية التغذية الضوئية (بالإنجليزية: Photoautotroph) والتي لها القدرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين.
ويمكن صياغة معادلة التمثيل الضوئي كما يلي:
6
C
O
2
+
6
H
2
O
⟶
C
6
H
12
O
6
+
6
O
2
Δ
H
0
=
+
2870
k
J
m
o
l
{\displaystyle {\begin{matrix}\mathrm {6\;CO_{2}+6\;H_{2}O\quad \longrightarrow \;C_{6}H_{12}O_{6}+6\;O_{2}} \qquad \Delta H^{0}=+2870\ {\frac {\mathrm {kJ} }{\mathrm {mol} }}\end{matrix}}}