Neben der stationären Nutzung von Biomasse kann diese auch im Verkehrssektor genutzt werden, um fossile Treibstoffe zu ersetzen.

Zu den Biokraftstoffen zählt man Biodiesel, Pflanzenöl, Ethanol, Methan aus Biogas oder die in der Entwicklung befindlichen Synthese- oder BTL-Kraftstoffe (vom Englischen: biomass-to-liquid). Sie kommen der Automobil- und Mineralölindustrie insofern entgegen, als dass sie Benzin und Diesel in vielen Parametern ähneln und in hoch entwickelten Verbrennungsmotoren mit verhältnismäßig einfachen Anpassungsmaßnahmen eingesetzt werden können.

Abgesehen von Biomethan, welches chemisch identisch dem Erdgas ist, sind Biokraftstoffe flüssig und damit leicht zu speichern und über das bestehende Tankstellennetz verteilbar. Sie verfügen über eine ähnlich hohe Energiedichte wie konventionelle Kraftstoffe und engen die Reichweite der Fahrzeuge demzufolge nicht ein.

In Deutschland liegt der Schwerpunkt auf der Erzeugung von Biodiesel. Mit einer Produktionskapazität von 4,4 Millionen Tonnen im Jahr 2006 ist Deutschland europa- und weltweit führend. Auch der Absatz ist mit 2,88 Millionen Tonnen im selben Jahr der größte unter den Biokraftstoffen.