生物柴油學名為脂肪酸甲酯，由動植物油脂與甲醇在催化劑的作用下，反應而成。其碳鏈由C12~C18組成，而石化柴油的碳鏈為C14~C16組成，故生物柴油與石化柴油的碳鏈基本一致，使其可替代石化柴油，其優、缺點如下：
優點：
環境友好 采用生物柴油尾氣中有毒有機物排放量僅為十分之一，顆粒物為普通柴油的20%，一氧化碳和二氧化碳排放量僅為石油柴油的10%，微量硫化物和無鉛及有毒物的排放；不含芳香族烴類成份而不具致癌性；
可再生性 國內以廢棄動植物油脂為原料，具有變廢為寶的再生性，且可減少對石化燃料石油的需求量和進口量；
十六烷值高 大于53（石化柴油為45），壓燃性、抗爆性能優于石化柴油；
含氧量高 可達11%，在燃燒過程中所需的氧氣量較石化柴油少，燃燒、點火性能優于石化柴油；
高閃點 大于100℃，較石化柴的60℃高，有利于安全運輸、儲存；
使用簡單 可與柴油以任意比例混合，無須改動柴油機，直接添加使用，按5%~10%比例石化柴油調和使用，可以降低油耗、提高動力性；
缺點：
密度大 一般為0.865—0.885，如在石化柴油的體系下終端為按體積銷售，對經濟性有一定損失，但密度大又具有燃燒值高的特點（通俗稱耐燒），對最終用戶無影響。
運動黏度高 一般40℃時為4～6（mm2/S）,比石化柴油的2～4（mm2/S）高，致使其霧化效果略差，但較高的運動黏度，可更易在汽缸內壁形成一層油膜，從而提高運動機件的潤滑性，降低機件磨損。
冷濾點不穩定 因其原料為廢棄動植物油脂，雖有部分原料在20℃時的冷濾點可達到-10℃，但其中具有高冷凝點的原料如過多，則冷濾點在3℃左右，這樣冬季使用時應選擇低冷凝點的原料生產的生物柴油。