本发明涉及微藻培养，特别是涉及一种利用污泥提取液耦合CO2定向培养富集高价值微藻生物质的方法及定向培养微藻装置。本发明提供了一种利用污泥提取液耦合CO2定向培养富集高价值微藻生物质的方法，包括以下步骤：将污泥进行超声破碎，得污泥提取液；将微藻接种于污泥提取液，在接种微藻所得的污泥混合液中添加外源植物激素后进行第一培养；第一培养5～8d后通入CO2进行第二培养，第二培养至微藻稳定期。本发明所述方法利用污泥提取液耦合CO2能够有效提高微藻增值类生物质的产量。