Die Effekte biogener Treibstoffe auf das Klima und die Umwelt sind in verschiedenen Studien untersucht worden. Bei vielen biogenen Treibstoffen kann der Ausstoss von Treibhausgasen im Vergleich zu Benzin und Diesel reduziert werden. Allerdings verursachen einige biogene Treibstoffe bei Aspekten wie Biodiversitätsverlust oder Luftbelastung höhere Belastungen als fossile Treibstoffe.

Negative Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt entstehen oft beim Anbau der Rohstoffe und sind deshalb stark von der Anbaumethode abhängig. Besonders kritisch zu betrachten ist die Ausweitung der landwirtschaftlichen Produktion auf ökologisch wertvolle Gebiete wie beispielsweise Regenwälder. Die geringsten Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt haben biogene Treibstoffe aus Abfall- und Reststoffen, sowie aus Holz und Gras.