生物質是用于能源生產、熱能生產，是將植物或動物材料，作為一系列產品的原材料。它可以是木材或森林殘留物、糧食作物（麥草、甘蔗渣）、園藝（庭院廢棄物）、食品加工，畜牧業（糞肥，富含氮和磷），或來自污水廠的人類廢物。

燃燒植物源生物量釋放二氧化碳，但在歐盟和聯合國的法律框架中，它仍然被列為可再生能源，因為光合作用將二氧化碳循環回到新的作物中。在某些情況下，從植物到大氣再回到植物體內的二氧化碳循環甚至可能是負二氧化碳，因為在每個循環過程中，相當大一部分的二氧化碳被轉移到土壤中。

在火力發電廠中，使用生物質燃燒發電的情況有所增加，因為這樣可以減少二氧化碳的排放，而無需與新建基礎設施相關的成本。

從歷史上看，自從人們開始燃燒木材燃料以來，人類就利用了生物質能。甚至在2019年，生物質能還是許多發展中國家國內唯一的燃料來源。所有生物量都是以碳、氫和氧為基礎的生物生產物質。據估計，世界上每年的生物質產量約為1000億噸，約一半在海洋，一半在陸地上。

木材和木材殘渣，例如云杉、樺樹、桉樹、柳樹、油棕，仍然是當今最大的生物質能源。它直接用作燃料或加工成顆粒燃料或其他形式的燃料。生物量還包括植物或動物物質，可以轉化為燃料、纖維或工業化學品。植物種類繁多，包括玉米、柳枝稷、雜草、大麻、高粱、甘蔗和竹子等。

主要的廢物能源原料是木材廢料、農業廢料、城市固體廢物、人為制造廢料和廢氣。污水污泥是另一種生物量來源。目前正在進行的研究涉及藻類或藻類生物量其他生物量原料是來自不同來源的酶或細菌，在細胞培養或水培中生長。

根據生物量的來源，生物燃料大致分為兩大類：

第一代生物燃料來自食物來源，如甘蔗和玉米淀粉。這種生物量中的糖被發酵產生生物乙醇，一種作為汽油添加劑的酒精燃料，或者在燃料電池中產生電能。

第二代生物燃料利用非食品類生物質資源，如多年生能源作物（低投入作物）和農業/城市廢物。第二代生物燃料潛力巨大，但目前資源利用不足。

燃燒時，生物質中的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中。經過幾個月到幾十年的時間，燃燒產生的二氧化碳被植物或樹木從大氣中吸收。但是，如果采用破壞性林業技術，森林的碳儲存能力可能會整體降低。

所有生物和作物都會吸收碳。例如，觀察到柳枝稷作物下方的土壤有機碳比耕地下方的土壤有機碳更大，尤其是在30 厘米以下的深度處。據國外學者發現累積率從每年每公頃0.42噸到3.8噸不等，平均累積率為每年1.84噸，或每年占總收獲碳的20%。草在其不斷增加的根生物量中吸收碳，并與落葉中的碳結合在一起。一般來說，多年生作物比一年生作物吸收更多的碳，因為根系的積累可以在多年內保持原狀。此外，多年生作物避免了與種植一年生作物相關的年度耕作程序。耕作通過刺激土壤微生物種群，誘導土壤通氣，加速土壤碳分解速率。此外，耕作使大氣中的氧原子更容易附著在土壤中的碳原子上，產生二氧化碳。

一些環境組織，包括綠色和平組織和自然資源保護委員會，批評森林生物質能項目未能有效緩解溫室氣體排放。環保組織還認為，燃燒生物質釋放的碳可能需要幾十年才能被新的樹木重新捕獲。生物質燃燒會產生一氧化碳、揮發有機化合物、微粒和其他污染物等形式的空氣污染。