Mestura de substancias orgánicas que se emprega nos motores de combustión interna e que se obtén a partir do tratamento de biomasa vexetal (xeralmente especies agrícolas). Resulta moito menos contaminante que os combustibles de orixe fósil. Os máis empregados e desenvolvidos son o bioetanol e o biodiésel, como substitutos da gasolina.

A produción de biocombustibles de primeira xeración procedentes do azucre, amidón ou aceite vexetal suscita moitas críticas, debido aos custos económicos e ambientais asociados co proceso de refinación e coa posible conversión de vastas áreas de solo cultivable para a produción de alimentos, o que fai aumentar os prezos dos alimentos, con impactos sociais importantes.

A investigación céntrase en desenvolver biocombustibles de segunda xeración a partir de materia prima sostible (vexetais non alimenticios de crecemento rápido e cunha alta densidade e cantidade enerxética almacenada nos seus compoñentes químicos), como materiais lignocelulósicos, tales como biomasa leñosa, refugallos de madeira, refugallos municipais ou outros, mediante transformacións fermentativas, encimáticas e químicas, e deste modo non competir coa demanda para a produción de alimentos. Moitos aínda están en fase de desenvolvemento, como o etanol de celulosa, o combustible de algas, o biohidróxeno, o biometanol, o DMF, o BioDME, o diésel do proceso Fischer-Tropsch, o diésel de biohidróxeno, mesturas de alcohol, diésel de madeira, entre outros.