พืชพลังงานเป็นพืชที่ปลูกและเก็บเกี่ยวด้วยความตั้งใจที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิง โดยทั่วไปแล้วพืชเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภท: ไม้ล้มลุกเช่นหญ้าและไม้ยืนต้นเช่นต้นไม้และพุ่มไม้ พลังงานที่เก็บไว้ในพืชสามารถเข้าถึงได้โดยการเผาไหม้โดยตรงการแปรสภาพเป็นแก๊สและการเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงเหลว โดยทั่วไปแล้วพืชพลังงานจะได้รับการคัดเลือกตามปริมาณพลังงานความสะดวกในการปลูกและเก็บเกี่ยวรวมถึงต้นทุนการแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ส่วนที่ไม่สามารถบริโภคได้ของพืชอาหารที่ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันถือเป็นผลพลอยได้ทางการเกษตรไม่ใช่พืชพลังงาน
หญ้าหลายประเภทแสดงศักยภาพในฐานะแหล่งพลังงานด้วยสวิตช์ที่ให้ความสนใจมากที่สุด โดยทั่วไปจะให้ผลผลิตสูงกว่าและต้นทุนการผลิตต่ำกว่าพืชสมุนไพรอื่น Switchgrass สามารถเข้าถึงความสามารถในการให้ผลตอบแทนเต็มรูปแบบภายในสามปีและเติบโตจากระบบรากถาวรโดยไม่ต้องปลูกใหม่เป็นเวลาถึง 15 ปี มีปริมาณน้ำและปุ๋ยเพียงหนึ่งในสี่ส่วนที่จำเป็นสำหรับพืชอาหารส่วนใหญ่และหญ้าเป็นพืชที่ทนต่อความแห้งแล้งได้ดี อุปกรณ์ฟาร์มมาตรฐานสามารถใช้ในการเก็บเกี่ยว switchgrass ซึ่งมัดเหมือนหญ้าแห้ง
ต้นไม้และพุ่มไม้ที่ใช้สำหรับพืชพลังงานมักไม่ได้เติบโตจนโตเต็มที่เนื่องจากไม้ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์สุดท้าย การปลูกพืชหมุนเวียนในระยะเวลาสั้น ๆ (SRWC) ได้รับการเพาะปลูกด้วยการเก็บเกี่ยวที่คาดหวังภายในสี่ถึงสิบปีในขณะที่ไม้เนื้อแข็งที่เติบโตอย่างรวดเร็วเช่นป็อปลาร์และวิลโลว์สามารถเติบโตได้ถึงสิบฟุตต่อปีภายใต้สภาพที่เหมาะสม พื้นที่ปลูกต้นไม้ที่ผลิตได้มากถึงสิบเท่าต่อเอเคอร์มากกว่าป่าธรรมชาติ
การใช้ประโยชน์หลักสองประการสำหรับพืชพลังงานคือการผลิตกระแสไฟฟ้าและเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ โรงไฟฟ้าอาจใช้พืชในหม้อไอน้ำเผาไหม้โดยตรงหรือพร้อมกับถ่านหินวิธีปฏิบัติที่เรียกว่า cofiring โดยกระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สชีวมวลสามารถถูกแปรรูปเป็น syngas ซึ่งเป็นส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนหรือมีเธน สามารถใช้เพื่อยิงกังหันไอน้ำหรือเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการผลิต
บิวทานอลซึ่งเป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีสายโซ่ยาวคล้ายน้ำมันเบนซินสามารถผลิตได้จากไม้ล้มลุกเช่น switchgrass, miscanthus และหญ้าช้าง เอทานอลซึ่งเป็นเชื้อเพลิงแอลกอฮอล์ทำจากข้าวสาลีข้าวโพดอ้อยหรือพืชใด ๆ ที่สามารถนำมาทำเป็นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ได้ในขณะที่เชื้อเพลิงไบโอดีเซลสามารถทำจากน้ำมันพืชที่ผลิตจากพืชพลังงานเช่นถั่วเหลืองเรพซีดและกัญชา ไขมันหรือไขมันในน้ำมันทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เพื่อผลิตไบโอดีเซล แม้ว่าเชื้อเพลิงชีวภาพบางประเภทจะสามารถขับเคลื่อนยานยนต์ได้โดยตรง แต่ส่วนใหญ่จะใช้ผสมกับเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม
