生物柴油是指由動植物油脂（脂肪酸甘油三酯）與醇（甲醇或乙醇）經酯交換反應得到的脂肪酸單烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。兩者的化學成分不同。生物柴油不含有烴，成分為酯類，而柴油只含有烴。生物柴油是透過榨取含有油脂的植物種子獲得，柴油是透過開採地下石油資源提煉獲得。

從黏度上來講，符合國標的生物柴油和柴油粘度相當；從抗爆效能講，生物柴油優於柴油；從熱值來講，生物柴油略低於柴油。一般情況下生物柴油不單獨用於汽車，國外目前採用在柴油中新增5%-20%生物柴油，其動力效能基本和石化柴油相當，如果新增比例過大，其動力會低於石化柴油。

生物柴油是含氧量極高的複雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。是生物質能的一種，是生物質利用熱裂解等技術得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。

柴油是輕質石油產品，複雜烴類(碳原子數約10~22)混合物。為柴油機燃料。主要由原油蒸餾、催化裂化、熱裂化、加氫裂化、石油焦化等過程生產的柴油餾分調配而成;也可由頁岩油加工和煤液化製取。分為輕柴油(沸點範圍約180~370℃)和重柴油(沸點範圍約350~410℃)兩大類。廣泛用於大型車輛、鐵路機車、船艦。

柴油最重要用途是用於車輛、船舶的柴油發動機。與汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低，但廢氣中含有害成分(NO，顆粒物等)較多。

生化柴油又稱脂肪酸甲酯，主要用植物果實，種子，植物導管乳汁，動物脂肪油，廢棄的食用油等作原料，與醇類（甲醇，乙醇）經交酯化反應獲得。生化柴油有許多優點，如原料來源廣泛，可利用各種動植物油作原料；使用生化柴油不需對現有柴油發動機做任何改動或更換零件；與石化柴油相比，生化柴油的儲存，運輸和使用都更安全，它並不腐蝕容器，也非易燃易爆；經化學調配後，其熱值可達石化柴油的100%甚至以上；而且屬於可再生資源，減少了對地球環境的汙染。

上世紀80年代，美國，日本和歐共體許多國家在生化柴油的研究和製作方面已經取得相當的成功。美國建立了許多大型「柴油林林場」，種植含油量高的能源植物，為製作生化柴油提供原料。目前國外用於規模生產生化柴油的原料主要是大豆（美國），油菜籽（歐共體國家）和棕油（東南亞國家）。

有些研究機構也採用煤渣，木碎，粟米莖，食用油廢料等製造生化柴油。

中國目前除了用大豆，油菜籽等原料外，也從國外引進了一些含油量高，低成本易種植的植物，補充現有油料作物的不足。香港目前正在研究引入B5生化柴油，利用食肆的廢油作原料進行生產，不足的原料透過進口芥花籽油解決，並把5%的生化柴油與95%的超低硫柴油混合使用，一方面為本港的廢油提供「環保出路」，一方面減少柴油車的廢氣排放。

但這種努力，也遇到本港汽車商會和一些油商的反對，進展並不順利。

目前用植物油脂作原料生產生化柴油並將其商業化，還有許多問題需要解決。其一是油脂的分子較大，約為石化柴油的4倍，黏度較高，約為2號石化柴油的12倍，因此影響噴射時程，導致噴射效果不佳；其二是生化柴油的揮發性低，在發動機內不易霧化，與空氣的混合效果較差，造成燃燒不完全，形成燃燒積炭，以致使油脂容易黏在噴射器頭或蓄積在發動機汽缸內而影響其運轉效率，產生冷車不易起動和點火延遲問題。

另外，注入生化柴油，也易使發動機的潤滑油變厚變濃，影響潤滑效果。其三是生化柴油價格高，目前國內100號生化柴油的稅前平均價大約為4。2元一公升，而0號石化柴油零售價約為3。2元一公升。由於價格問題，現階段生化柴油多用於城市公交運輸系統，柴油發電廠，大型柴油空調等方面，應用範圍相對較窄。

其四是生化柴油雖然能夠大量減少懸浮粒子，二氧化碳及不含硫，但它不僅無法降低氮氧化物，反而使之上升，以致使環保效果受到侷限。

。