Termen alternativa bränslen gäller vanligtvis bilbränslen som inte är diesel eller bensin. Även känd som alternativa bränslen, används denna term ibland i en bredare mening för att betyda alla bränslen som inte är ett av de vanliga fossila bränslena, såsom kol eller petroleumderivat för alla typer av fordon, motorer eller ugnar. Med en världsomspännande oro över bensinens hållbarhet som bränsle har forskningen om alternativa bränslen vuxit avsevärt sedan 1970-talet, även om mycket tidigt arbete på området började redan på 1920-talet. Idag finns flera typer av alternativa bränslefordon tillgängliga direkt från återförsäljarnas partier, och fler alternativ är möjliga i form av eftermarknadskonverteringssatser för vissa fordon som tillåter användning av ett eller flera alternativa bränslen. Samma oro över de växande kostnaderna för att elda olja, naturgas och propan samt el för uppvärmning av hem har lett till spridningen av många typer av ugnar utformade för att använda alternativa bränslen som härrör från förnybara och hållbara resurser.
Forskning inom området alternativa bränslen började på 20-talet, och idag finns många alternativ tillgängliga för dem som vill köpa ett fordon som körs på ett av dessa alternativa bränslen. I USA är ett av dessa bränslen etanol, en typ av alkohol som vanligtvis framställs från jäsning och destillation av majs, som ofta blandas med bensin och kallas E85. I andra delar av världen finns andra blandningar, med varierande mängder etanol, tillgängliga, såsom gasohol (E25), eller ren etanol (E100). I varje fall står det stora ”E” för etanol och siffran är procentandelen etanol i blandningen. Andra alkoholbränslen som härrör från organiska källor, såsom butanol och metanol, produceras och används ibland i vissa delar av världen, ofta blandade med bensin.
Biodieselbränslen kommer också från förnybara grödor och används för att driva dieselmotorer. Biodieselbränslen är kemiskt nästan identiska med dieselbränsle som härrör från råolja men raffineras från oljor som utvinns från växtmaterial. Råvaran för biodiesel, kallad biomassa, genomgår en ganska komplex process för att producera biodieselbränslet, men det är mycket konkurrenskraftigt med traditionella dieselkällor när det gäller pris och kvalitet, och är i många fall billigare. Dieselmotorer kan också konverteras till att köras på enkel vegetabilisk olja, inklusive filtrerad spillolja från restaurangfritöser.
Mycket arbete och forskning har gjorts för att hitta ett sätt att producera biobränslealternativ och ekvivalenter till traditionella bränslen, med hjälp av naturligt förekommande och genmanipulerade alger. Arbetet inom detta område är relativt nytt och håller fortfarande på att fulländas, men det har visat sig lovande. Alger har visat sig kunna producera ett antal olika bränslen, såsom bioalkoholer, biodieslar och till och med biobensin i mängder som potentiellt kan vara kommersiellt gångbara.
Några andra alternativa bränslen som övervägs är väte, ett emissionsfritt bränsle genom att det endast producerar rent vatten vid förbränning. Ammoniak, väteperoxid och nya fossila bränslen som härrör från råa petroleumfraktioner som tidigare ansågs oanvändbara är alla möjliga alternativa bränslen också.
När det gäller tillämpningar förutom transport, särskilt uppvärmning av bostäder, har många alternativa bränsleugnar blivit tillgängliga under de senaste 50 åren. De flesta av dessa är utformade för att använda bränslen som kommer från förnybara källor, såsom träpellets som tillverkas av sågspån och annat träbaserat avfall. Torkade majskolvar är en annan möjlighet. Dessa typer av ugnar varierar mycket i utsläpp och effektivitet, men blir allt populärare eftersom de i allmänhet är billigare att driva än traditionella fossila bränslen eller eldrivna enheter.