본 발명은 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 미세조류 응집제 및 이를 이용한 미세조류 회수방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 셀룰로오스 나노섬유는 양이온 개질과 같은 표면 개질을 필요로 하지 않으며, 셀룰로오스 나노섬유의 망 구조를 통해 미세조류를 효율적으로 응집한다. 또한 응집된 미세조류 내 지질 및 탄화수소 함량을 증가시켜 경제적으로 회수 비용을 감소시킬 수 있으므로 미세조류의 회수에 유용하게 사용될 수 있으며 회수된 미세조류를 이용하여 경제성 있는 오일 및 바이오디젤의 생산이 가능하다.