Bioenergi er energiutnyttelse av biomasse fra døde organismer, opprinnelig fra celler som fikk sin energi fra sollys via fotosyntese. Som oftest menes planter, trær og alger, men også treavfall, papir, våtorganisk avfall og kloakkslam. Biomasse kan brukes som energikilde direkte via forbrenning for å produsere varme eller indirekte ved konvertering til ulike former for biodrivstoff. Konvertering til biodrivstoff kan oppnås ved ulike metoder som er grovt klassifisert i: , og metoder. Trevirke er fortsatt den største energikilden til biomasse (2012); eksempler er døde trær, grener og stubber, hageavfall og flis. Biomasse omfatter også plante- eller dyrerester som kan omgjøres til fibre eller industrielle kjemikalier, for eksempel biodrivstoff. Industriell biomasse kan dyrkes fra mange vekster, som gress, hamp, mais, poppel, vier, durra, sukkerrør og bambus, samt en rekke treslag som eukalyptus og oljepalme (palmeolje). Bioenergi kan også fås fra avlinger dyrket til bruk som drivstoff, hvor en benytter vekster som gir stor biomasseproduksjon per arealenhet med lav innsats. En stor fordel med bioenergi er at noen former av den kan benyttes i eksisterende teknologier, som bilmotorer og fyrkjeler.