Το βιοντίζελ αναφέρεται σε ένα υγρό καύσιμο που μπορεί να αντικαταστήσει το πετροχημικό ντίζελ, που παράγεται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται μετεστεροποίηση χρησιμοποιώντας πρώτες ύλες όπως ζωικά και φυτικά έλαια, μικροβιακά έλαια και απόβλητα μαγειρικά έλαια. Παρουσιάζει εξαιρετική διαλυτότητα με το ντίζελ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε αναμεμειγμένο είτε μόνο του με το τυπικό καύσιμο ντίζελ. Είναι μια τυπική καθαρή και ανανεώσιμη «πράσινη ενέργεια» και μια ιδανική εναλλακτική λύση σε μη ανανεώσιμες πηγές όπως το πετρέλαιο.
Το μη επεξεργασμένο φυτικό λάδι μπορεί επίσης να καεί σε κινητήρες ντίζελ, αλλά το ιξώδες του είναι σχεδόν 20 φορές υψηλότερο από το ντίζελ, με πολύ υψηλό σημείο ανάφλεξης (πάνω από 200 μοίρες). Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν δύσκολη την εξάτμιση του φυτικού λαδιού μέσα στον κινητήρα ντίζελ, προκαλώντας διάφορα προβλήματα. Μετά από επεξεργασία, όπως η επεξεργασία εστεροποίησης, το φυτικό έλαιο μετατρέπεται σε βιοντίζελ, με τις ιδιότητες του καυσίμου να μοιάζουν πολύ με το ντίζελ.
Το βιοντίζελ είναι ένα μείγμα που προέρχεται από ζωικά και φυτικά λίπη, που αποτελείται κυρίως από πέντε μεθυλεστέρες λιπαρών οξέων: παλμιτικό μεθυλεστέρα (C16H32O2), στεατικό μεθυλεστέρα (C18H36O2), ελαϊκό μεθυλεστέρα (C19H36O2), λινελαϊκό μεθυλεστέρα (C19H34O3noH2) και μεθυλεστέρα (C19H34O3noH2O9) .
Αυτοί οι μεθυλεστέρες έχουν παρόμοιες χημικές δομές, με μια λειτουργική ομάδα μεθυλεστέρα συνδεδεμένη σε μια αλυσίδα άνθρακα. Μια τέτοια χημική σύνθεση είναι πολύ πιο απλή σε σύγκριση με το πετροχημικό ντίζελ και είναι απαλλαγμένη από αρωματικούς υδρογονάνθρακες και κυρίως χωρίς θείο. Η καύση βιοντίζελ σε κινητήρες ντίζελ μειώνει σημαντικά τις εκπομπές πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (PAH), ενώ οι εκπομπές διοξειδίου του θείου (SO2) είναι σχεδόν μηδενικές.
Συνοπτικά, υπάρχουν δύο πλεονεκτήματα στην καύση βιοντίζελ: πρώτον, οι φυσικές και χημικές του ιδιότητες είναι παρόμοιες με το παραδοσιακό ντίζελ και δεύτερον, η καύση βιοντίζελ μπορεί να μειώσει τις εκπομπές ορισμένων ρύπων όπως PM, CO και HC από κινητήρες ντίζελ.