Es gibt viele verschiedene Techniken zur Umwandlung von der Biomasse in Energie. Biomasse zur energetischen Nutzung kommt hauptsächlich aus der Forst- und Landwirtschaft, aber auch Grünschnitt, Altfette oder andere organische Reststoffe werden genutzt. Bioenergie kann gasförmig als Biogas oder Biomethan zur Verfügung gestellt werden. Sie kann aber auch flüssig zum Beispiel als reines Pflanzenöl für Heizkraftwerke oder als Biokraftstoff eingesetzt werden. Oder sie liegt in fester Form zum Beispiel als Scheitholz, Holzhackschnitzel und -pellets oder Strohpellets vor. Die Vielfalt der Rohstoffe und Umwandlungstechniken ermöglicht einen Einsatz der Bioenergie in allen energierelevanten Sektoren: als Treibstoff im Verkehr (für Benzin, Diesel, Gas und Elektrofahrzeuge), zur Erzeugung von Heizwärme in Haushalten, von Prozesswärme in der Industrie und zur Stromerzeugung. Zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades, können die Strom- und Wärmeproduktion in der sogenannten Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) miteinander kombiniert werden.

Landwirtschaftliche Reststoffe, aber auch Altfette, Speisereste oder Grünschnitt können in Biogasanlagen genutzt werden. Diese produzieren Strom und Wärme. Die Wärme wird zum Teil für den Betrieb der Anlage genutzt. Die restliche Wärme kann über Nahwärmenetze beispielsweise umliegende Wohnbebauung versorgen. 

Grundsätzlich muss bei der Nutzung von Biomasse immer der Gedanke der Nachhaltigkeit berücksichtigt werden. So sollen lediglich die Mengen entnommen werden, die auch wieder nachwachsen, sodass eine gesunde Natur erhalten bleiben kann. Bei der energetischen Nutzung von Biomasse wird zwar CO₂ freigesetzt, jedoch nur so viel, wie die Pflanze in ihrer Lebensdauer bindet.