A escassez hídrica afeta diversos países, e os altos custos e impactos ambientais dos métodos de dessalinização atuais exigem soluções inovadoras. As microalgas demonstram eficiência na dessalinização, graças à capacidade de reter íons em suas paredes celulares através de processos de bioadsorção e bioacumulação, reduzindo a concentração de sais no meio externo. No entanto, devido à limitações técnicas, não foi possível coleta-las isoladamente, fazendo com que o material obtido para a pesquisa fosse um conjunto de microrganismos aquáticos fotossintetizantes (fitoplâncton). Dessa forma, este estudo tem por objetivo principal verificar o potencial de diferentes conjuntos de fitoplâncton do litoral norte gaúcho (lagoa, estuário e mar), para a realização de um processo dessalinização biológica na forma de um tratamento isolado ou como um tratamento complementar, visando economia no processo de dessalinização usual, em comparação com três espécies de microalgas fornecidas pelo Banco de Microalgas Adair & Kutner (BMAK) do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (IO-USP): Chlorella Fusca, Dunaliella Salina e Phaeodactylum Tricornutum. Os conjuntos de fitoplâncton da Lagoa (Fortaleza/Cidreira-RS) e do Estuário (Rio Tramandaí) apresentaram maior eficiência na dessalinização, especialmente em tempos de cultivo mais curtos (de 7 a 10 dias), apresentando redução de até 28,44% para condutividade e 21,74% para a salinidade. No entanto, para maximizar seu potencial de dessalinização, futuras pesquisas devem explorar variáveis como duração da exposição à luz, métodos de aeração, concentração de sais no meio, entre outras. Palavras-chave: Dessalinização. Fitoplâncton. Sustentabilidade. Litoral Norte Gaúcho. Meio Ambiente.