本发明提供了一种含油微藻提取不饱和脂肪酸并制备航空燃料的方法，该方法包括：1）将微藻粉碎破壁制得微藻粉颗粒并加入夹带剂，利用超临界CO2萃取技术对微藻粉颗粒中的不饱和脂肪酸进行萃取，得到混合油脂和藻渣；2）对步骤1）中萃取的混合油脂进行分离富集分别得到不饱和脂肪酸和剩余油脂；3)将步骤1）中得到的藻渣进行热裂解得到热解生物油，接着将得到的热解生物油与所述剩余油脂混合，先进行加氢处理得到包含煤油的主产物和包含汽油和柴油的副产物。本发明的方法的不饱和脂肪酸的提取率可达到80-95%，油脂总提取率70-90%。所得到煤油组分可达到航空煤油的用油标准。