Bioüzemanyagnak nevezünk minden olyan motorok és generátorok hajtására használt, szilárd, cseppfolyós vagy gáznemű üzemanyagot, amelyet növényi vagy állati biomasszából állítanak elő, és amely helyettesítheti a fosszilis energiahordozókat. A legismertebb bioüzemanyagok a bioetanol, a biodízel, illetve a biogáz.

4 generációját különböztetjük meg. 1. generációs bioüzemanyagon a szántóföldön termesztett élelmiszer-növényekből (pl. repcéből) előállított üzemanyagot értjük. Fő hátránya, hogy előállítása jelentősen csökkenti a biodiverzitást (biológiai sokféleséget), mindemellett az élelmezési célú növénytermesztéstől von el területeket. Előnye, hogy a növények nagy területen történő termesztése segít elnyelni a környezetből származó szén-dioxidot, azonban az alapanyag üzemanyaggá való feldolgozásához szükséges energiafelhasználás meghaladja az előnyöket. A 2. generációba tartozik a biomassza (pl. lignocellulóz, a mezőgazdasági hulladék) feldolgozása. A 3. generációt az algák képviselik. A 4. generációs bioüzemanyagok közé pedig fotobiológiai vagy elektro-üzemanyagok tartoznak.

A bioüzemanyagok legfőbb előnye, hogy megújuló forrásokból származnak. Bizonyos bioüzemanyagok az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának jelentős mértékű csökkenését eredményezik. További előnyük, hogy alkalmazásukkal az egyes országok csökkenthetik fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségüket.