바이오 연료란 바이오 매스(Biomass), 즉 생물체로부터 얻는 연료로서 바이오매스 에너지라고도 한다. 유기체뿐만 아니라 동물의 배설물 등 생물체의 대사활동에 의한 부산물까지 모두 포함한다. 바이오 연료는 화석연료와는 다른 신재생 에너지다. 바이오 알코올과 바이오 디젤을 함께 지칭하는 말로도 사용된다. 전세계적으로 에너지 수요가 많아져 생물체에 담긴 에너지를 활용하는 방법이 개발되면서 쓰이기 시작했다. 바이오 연료는 화석 연료와 달리 대기 중의 이산화탄소를 늘리지 않는다. 바이오 연료를 태울 때 내뿜는 이산화탄소는 원료인 식물이 자라면서 빨아들인 대기 중의 이산화탄소이기 때문이다.
바이오 연료 대상이 되는 주요 자원으로는 포플러·버드나무·아카시아 등의 나무, 사탕수수·고구마·강냉이 등의 초본식물, 그리고 수생식물·해조류·조류(藻類)·광합성세균 등이 있다. 유기계폐기물·농산폐기물·임산폐기물·축산폐기물·산업폐기물·도시 쓰레기 등도 직접 또는 변환하여 연료화할 수 있다.
바이오 연료의 장점은 에너지를 저장할 수 있고 재생이 가능하다. 물과 온도 조건만 맞으면 지구 어느 곳에서나 얻을 수 있다. 게다가 적은 자본으로도 개발이 가능하며, 원자력 등 다른 에너지와 비교할 때 환경보전적으로 더 안전하다. 그러나 에너지를 얻기 위해 넓은 면적의 토지가 필요하며, 자원량의 지역적 차이가 큰 것은 단점이다.
브라질·캐나다·미국 등에서는 알코올을 이용한 바이오 연료 공급량이 이미 원자력에 맞먹는 수준에 도달해 있다. 인도네시아·일본도 상당한 수준의 바이오 연료 생산 기술을 갖고 있다.
바이오 연료는 2005년 현재 세계 에너지 소비량의 15%를 담당하고 있다. 하지만 대부분 개발도상국에서 난방과 취사용으로 사용되고 있다. 선진국은 대부분 화석연료를 주요 에너지원으로 하며 기술개발을 통해 바이오 연료의 사용을 확대해 나가고 있다. 북유럽의 스웨덴과 핀란드는 이러한 노력으로 전체 에너지의 17%~19%를 바이오 연료를 통해 얻고 있다.
최근 바이오 연료 개발로 인해 농작물 수요가 급증하고 있다. 농작물 가격이 오르면서 물가가 함께 상승하는 현상을 일컫는 애그플레이션(agflation, agriculture+inflation)이라는 신조어도 생겨났다. 한국도 예외일 수 없다. 밀·옥수수 등 국제 곡물가격 폭등에 따라 국내 식음료 업계도 줄줄이 가격 인상에 나섰다. 2006년 우리나라 곡물자급도(쌀 제외)는 4.6%에 불과하다. 사료용을 포함한 주요 곡물자급도는 소맥 0.2%, 옥수수 0.8%, 대두 13.6%로 대부분 수입에 의존하고 있다. 애그플레이션 시대, 우리나라는 식량과 에너지 양쪽이 위기에 맞닥뜨리고 있다.