生物质能是指以生物质为载体，由生物质产生的能量，是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种可再生能源，直接或间接来源于植物的光合作用。生物质是地球上最广泛存在的物质，包括所有动物、植物和微生物，以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质，比如秸秆、树木、畜禽粪便、城市垃圾、水生植物等。生物质能具有可再生、污染小、分布广泛、可循环利用等优势，是唯一一种可转化为固体、液体、气体三种形态燃料的新能源，在能源转型和“双碳”目标实现中具有重要作用。
生物质能的来源极为广泛，涵盖了自然界中各类有生命的有机体，主要可分为六大类：一是柴薪，包括树木、灌木、秸秆等，至今仍是许多发展中国家的重要能源，但需合理规划、广泛植林，避免过度砍伐导致生态破坏；二是牲畜粪便，经干燥可直接燃烧供应热能，若经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料，实现能源与农业的协同利用；三是制糖作物，如甘蔗、甜菜等，可直接发酵转变为乙醇，作为液体燃料使用；四是城市垃圾，主要成分包括纸屑、纺织废料、废弃食物等，可直接燃烧产生热能，或经过热分解处理制成燃料；五是城市污水，下水道污泥有望成为厌氧消化槽的主要原料，通过处理可产生沼气；六是水生植物，如藻类、芦苇等，可转化为燃料，是未来生物质能的重要来源之一。
生物质能的转化利用技术主要分为四大类，分别是直接燃烧、生物转化、热化学转化和物理转化。直接燃烧是最基础、最传统的利用方式，将生物质直接燃烧，产生热能用于供暖、做饭或发电，但效率较低，且会产生少量污染物，目前主要用于农村地区。生物转化主要包括沼气发酵和乙醇制取，沼气发酵是将生物质（如畜禽粪便、秸秆等）在厌氧环境下，通过微生物作用产生沼气（主要成分是甲烷），可用于做饭、供暖、发电等；乙醇制取则是通过微生物发酵，将制糖作物、秸秆等转化为乙醇，作为汽车燃料的替代品，减少化石燃料的使用。
热化学转化是目前生物质能利用的重要方向，主要包括生物质汽化、液化和热分解。生物质汽化是将固体生物质在不充分氧化（燃烧）的情况下，产生可燃的一氧化碳气体（煤气），可用于发电、供暖或作为工业燃料；生物质液化是将固体生物质转化为液体燃料，包括间接液化（通过微生物作用或化学合成生成乙醇、甲醇等）和直接液化（采用压榨或提取工艺获得植物油，经提炼成为可替代柴油的燃料）；生物质热分解是通过高温分解生物质，制取生物油、生物炭和可燃烧气体，实现生物质的充分利用，其中生物油可作为燃料，生物炭可用于土壤改良。物理转化则是通过压缩、成型等工艺，将松散的生物质（如秸秆、锯末等）制成成型燃料（如颗粒燃料、块状燃料），提高生物质的密度和燃烧效率，便于储存和运输。
近年来，全球生物质能产业发展迅速，技术不断成熟，应用场景持续拓展。我国作为农业大国，生物质资源丰富，秸秆、畜禽粪便等产量巨大，为生物质能的发展提供了坚实的资源基础。目前，我国农村家用沼气池数量约占全球的92%，沼气利用技术已非常成熟；生物质发电、生物质成型燃料等产业也逐步规模化发展，成为农村能源结构转型的重要支撑。同时，能源农场、海洋能源农场等新型生物质能开发模式逐步兴起，通过大规模培育高产能生物质品种，提升生物质能的供应能力。
未来，生物质能产业将朝着高效化、多元化、低碳化方向发展。一方面，生物质能转化技术将持续升级，提升转化效率，降低生产成本，减少污染物排放；另一方面，生物质能将与农业、林业、工业等产业深度融合，实现“变废为宝”，比如秸秆还田与生物质发电结合，畜禽粪便与沼气生产结合，推动循环经济发展。此外，生物质能与光伏、风电等新能源的协同融合将进一步深化，构建多能互补的能源系统，专家预测，到2050年，以生物质能为重要组成部分的可再生能源，将以相同或低于矿物燃料的价格，提供全球3/5的电力和2/5的直接燃料。
