Istilah bahan bakar alternatif biasanya berlaku untuk bahan bakar mobil yang bukan bahan bakar diesel atau bensin. Juga dikenal sebagai bahan bakar alternatif, istilah ini kadang-kadang digunakan dalam arti yang lebih luas yang berarti bahan bakar apa pun yang bukan merupakan salah satu bahan bakar fosil standar, seperti batubara atau turunan minyak bumi untuk semua jenis kendaraan, mesin, atau tungku. Dengan keprihatinan di seluruh dunia tentang keberlanjutan bensin sebagai bahan bakar, penelitian tentang bahan bakar alternatif telah berkembang secara substansial sejak tahun 1970-an, meskipun pekerjaan yang sangat awal di lapangan dimulai pada awal tahun 1920-an. Saat ini, beberapa jenis kendaraan bahan bakar alternatif tersedia langsung dari banyak dealer, dan lebih banyak pilihan dimungkinkan dalam bentuk kit konversi aftermarket untuk kendaraan tertentu yang memungkinkan penggunaan satu atau lebih bahan bakar alternatif. Kekhawatiran yang sama atas meningkatnya biaya minyak pemanas, gas alam, dan propana serta listrik untuk pemanas rumah telah menyebabkan proliferasi banyak jenis tungku yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar alternatif yang berasal dari sumber daya terbarukan dan berkelanjutan.
Penelitian di bidang bahan bakar alternatif dimulai pada abad ke-20, dan saat ini, banyak pilihan tersedia bagi mereka yang ingin membeli kendaraan yang menggunakan salah satu bahan bakar alternatif ini. Di Amerika Serikat, salah satu bahan bakar ini adalah etanol, sejenis alkohol yang biasanya dihasilkan dari fermentasi dan penyulingan jagung, sering dicampur dengan bensin dan disebut E85. Di bagian lain dunia, campuran lain, dengan jumlah etanol yang bervariasi, tersedia, seperti gasohol (E25), atau etanol murni (E100). Dalam setiap kasus, huruf kapital “E” adalah singkatan dari etanol dan angkanya adalah persentase etanol dalam campuran. Bahan bakar alkohol lainnya yang berasal dari sumber organik, seperti butanol dan metanol, kadang-kadang diproduksi dan digunakan di wilayah tertentu di dunia, sering dicampur dengan bensin.
Bahan bakar biodiesel juga berasal dari tanaman terbarukan dan digunakan untuk menggerakkan mesin diesel. Bahan bakar biodiesel secara kimiawi hampir identik dengan bahan bakar diesel yang berasal dari minyak mentah tetapi dimurnikan dari minyak yang diekstraksi dari bahan tanaman. Bahan baku biodiesel, yang disebut biomassa, mengalami proses yang cukup rumit untuk menghasilkan bahan bakar biodiesel, tetapi sangat kompetitif dengan sumber solar tradisional dalam hal harga dan kualitas, dan dalam banyak kasus, lebih murah. Mesin diesel juga dapat diubah menjadi minyak nabati sederhana, termasuk minyak limbah yang disaring dari penggorengan restoran.
Banyak pekerjaan dan penelitian telah dilakukan untuk menemukan cara untuk menghasilkan alternatif biofuel dan setara dengan bahan bakar tradisional, menggunakan ganggang alami dan rekayasa genetika. Pekerjaan di bidang ini relatif baru dan masih disempurnakan, tetapi telah menunjukkan banyak harapan. Alga telah terbukti mampu menghasilkan sejumlah bahan bakar yang berbeda, seperti bioalkohol, biodiesel, dan bahkan biogasolin dalam jumlah yang berpotensi layak secara komersial.
Beberapa bahan bakar alternatif lain yang sedang dipertimbangkan adalah hidrogen, bahan bakar tanpa emisi yang hanya menghasilkan air murni ketika dibakar. Amonia, hidrogen peroksida, dan bahan bakar fosil baru yang berasal dari fraksi minyak mentah yang sebelumnya dianggap tidak dapat digunakan juga merupakan bahan bakar alternatif yang memungkinkan.
Dalam hal aplikasi selain transportasi, khususnya pemanas perumahan, banyak tungku bahan bakar alternatif telah tersedia dalam 50 tahun terakhir. Sebagian besar dirancang untuk menggunakan bahan bakar yang berasal dari sumber terbarukan, seperti pelet kayu yang dibuat dari serbuk gergaji dan limbah berbasis kayu lainnya. Tongkol jagung kering adalah kemungkinan lain. Jenis tungku ini sangat bervariasi dalam emisi dan efisiensi, tetapi semakin populer karena umumnya lebih murah untuk dijalankan daripada bahan bakar fosil tradisional atau unit bertenaga listrik.