การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเป็นกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงจากวัสดุอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ ในกรณีส่วนใหญ่สารอินทรีย์นี้มาจากพืช แต่ตามทฤษฎีแล้ววัสดุอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบเกือบทั้งหมดสามารถนำมาใช้ในการสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือกได้ ในบางกรณีขยะอินทรีย์เช่นปุ๋ยยังถูกเก็บเกี่ยวเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ เนื่องจากความพร้อมของอินทรียวัตถุที่พร้อมใช้งานและความจริงที่ว่ามันเป็นทรัพยากรที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้มีการวิจัยจำนวนมากในด้านการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ
มีเชื้อเพลิงหลายรูปแบบที่สร้างขึ้นโดยใช้วิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพรวมถึงของเหลวของแข็งและก๊าซ เชื้อเพลิงแต่ละชนิดนั้นมีการใช้งานเฉพาะของตนเองซึ่งอาจรวมถึงงานต่างๆเช่นยานพาหนะที่ใช้พลังงานความร้อนจากเชื้อเพลิงหรือการใช้ในห้องปฏิบัติการ แม้ว่าจะมีข้อดีและข้อเสียสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพ แต่การวิจัยอย่างต่อเนื่องทำให้เชื้อเพลิงชนิดนี้เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้สำหรับการทดแทนแหล่งพลังงานทดแทนที่น้อยกว่าเช่นปิโตรเลียมและถ่านหิน
การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพมักอ้างว่าเป็นมาตรการที่คุ้มค่าสำหรับการควบคุมมลภาวะและราคาน้ำมัน เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ลดลงของเชื้อเพลิงเหล่านี้และผลกระทบที่สร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลงรัฐบาลหลายแห่งจึงเสนอเงินทุนสำหรับการวิจัยและพัฒนาเชื้อเพลิงชีวภาพเพื่อลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลก วิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่พบมากที่สุดคือวิธีที่ใช้ประโยชน์จากพืชอาศัยน้ำตาลธรรมชาติแป้งหรือปริมาณน้ำมันของพืช
พืชที่มีน้ำตาลตามธรรมชาติสูงเช่นอ้อยหรือแป้งสูงเช่นข้าวโพดจะใช้ในการทำเชื้อเพลิงชีวภาพผ่านกระบวนการหมัก สารอินทรีย์หมักนั้นผลิตเชื้อเพลิงจากแอลกอฮอล์ที่สามารถนำมาใช้เพียงอย่างเดียวหรือผสมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ตัวอย่างทั่วไปของการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทนี้คือเอทานอลซึ่งถูกใช้โดยตัวมันเองเพื่อเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะที่ทันสมัยหรือผสมกับน้ำมันเบนซินที่ใช้ปิโตรเลียมเป็นหลัก ในบางกรณีสารอินทรีย์ที่เหลือจากกระบวนการหมักจะถูกทำให้แห้งและอัดเป็นเม็ดเพื่อให้เป็นเชื้อเพลิงแข็งสำหรับเตาเผาความร้อนและการใช้งานอื่น ๆ
วิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่พึ่งพาน้ำมันที่ผลิตจากพืชมักใช้ถั่วเหลืองหรือสาหร่าย เชื้อเพลิงชีวภาพสาหร่ายและเชื้อเพลิงชีวภาพจากน้ำมันอื่น ๆ สามารถนำมาใช้ในรูปแบบที่ไม่เปลี่ยนแปลงหากมีความร้อนเพียงพอ หากต้องการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพเหล่านี้ภายในระยะการใช้งานปกติน้ำมันเหล่านี้มักถูกเปลี่ยนเป็นไบโอดีเซลโดยใช้กระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน ความหนืดโดยธรรมชาติของเชื้อเพลิงจะลดลงในกระบวนการนี้ทำให้ง่ายต่อการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าและมีประโยชน์มากขึ้นสำหรับเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องจักรและยานพาหนะ
