La creciente demanda de energía y el aumento de las preocupaciones ambientales han acelerado la búsqueda de fuentes alternativas de energía, posicionando a las microalgas como un candidato prometedor. Estos organismos fotosintéticos pueden producir biomoléculas de alto valor adecuadas para la producción de biocombustibles y otras aplicaciones industriales. Sin embargo, su aprovechamiento depende en gran medida de la composición de la biomasa, la cual está influenciada por la disponibilidad de nutrientes, en particular el fósforo (P) y el nitrógeno (N). En este estudio se investiga el impacto de diferentes relaciones N/P (9, 12 y 14) sobre el contenido lipídico y los perfiles de lípidos de cepas de microalgas marinas Nannochloropsis (NSRE-1, NSRE-2) y Nannochloris (NRRE-2), nativas de la costa de Yucatán, México. Asimismo, se evalúa el uso potencial de los lípidos extraídos en el desarrollo de biocombustibles y productos de valor agregado. Los resultados indican una disminución significativa del contenido lipídico en las tres cepas con el incremento de la relación N/P (p < 0.05). De manera notable, la cepa NSRE-1 alcanzó el mayor contenido relativo de ácidos grasos (69.9 %) a una relación N/P de 14, mientras que la síntesis de ácidos grasos en la cepa NRRE-2 se vio inhibida a relaciones N/P de 12 y 14. Estos hallazgos destacan el papel crítico de la relación N/P en la modulación de la producción y composición de lípidos en microalgas, particularmente en cepas endémicas. Además, los cambios en la relación N/P estimularon la producción de compuestos lipofílicos con aplicaciones potenciales en la fabricación de bioplastificantes. En conjunto, el uso de biocombustibles y plastificantes de origen natural contribuye a satisfacer la creciente demanda industrial de alternativas sustentables y renovables frente a los combustibles fósiles y los plásticos convencionales.