生物质能源是指自然界中有生命的生物提供的能量，目前主要是指以植物作为媒介储存的太阳能，属可再生能源，也是人类使用最早的能源。据推算，地球上生物质储存的能量约为270亿千瓦。
生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源体系中占有重要地位。据有关专家估计，生物质能源极有可能会成为未来可持续能源的重要组成部分，到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。
依据来源不同，可将适合于作为能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便五大类。生物质能源的利用，包括直接燃烧用作燃料，如农作物的秸秆、薪柴燃烧等，间接作为燃料，如农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可以制造生物炭等，即将生物质转化为固态、液态和气态燃料。
作为能源推广项目的车用乙醇汽油，是用90％的普通汽油与10％的燃料乙醇调和而成的，乙醇主要来源于高粱、玉米、薯类等的发酵产物，属于重点发展的可再生清洁能源。乙醇汽油可以节省石油资源，据称还可减少有害气体排放，具有较好的经济效益和社会效益。但据报道，2018年10月4日，德国环境部长西格马·加布里尔宣布，德国将彻底放弃使用乙醇汽油，原因是经过长期的实践和研究发现，车用乙醇汽油的燃油消耗率比普通汽油增加5％－10％，腐蚀高于传统汽油且更容易在进气阀和燃烧室内形成沉积物，在减少某些污染物的同时会增加醛、酮类物质的排放，动力性能变差及总体燃料成本的增加，降低了消费者的积极性。
同时，车用乙醇主要来源于粮食作物，存在人车争粮的问题，在尚未解决全球人口温饱问题的情况下，也需从道德角度加以考虑推广车用乙醇汽油的必要性。
生物柴油也是石化行业最为关切的生物质能源之一。生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、水生植物油脂、动物油脂等，尤其是以餐饮垃圾油为原料，通过酯交换工艺生产的替代柴油的可再生燃料，可以单独或与传统柴油混合使用。生物柴油具有环保性能好、启动性能好、燃烧性能好、原料来源广泛、可再生等特性，是典型的“绿色能源”。但生物柴油也存在着生产成本高、动力低、具有腐蚀性和黏度大等不足。
生物质发电是生物质能源的利用发展方向之一，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等，作为一种可再生能源及生物质无害化处理的手段，生物质发电在国际上越来越受到重视。但由于受能量密度低、资源分散、收集手段落后等限制，生物质发电产业化进程缓慢，严重制约着生物质能源高新技术的规模化和商业化利用，生物质发电产业的发展规模和水平远远低于风能、太阳能等其他可再生能源的利用。
至于生物质制油等技术，只能作为理论研究进行探索，没有工业化应用的意义。