二代生物燃料是擺脫利用玉米等糧食作物為原料轉化為生物燃料的套用模式，繼而以麥稈、草和木材等農林廢棄物為主要原料，採用生物纖維素轉化為生物燃料的模式，發展纖維素乙醇。對農業廢料的循環利用保證了生物能源的可持續發展，解決了一代生物燃料生產過程中耗費更多能源和使用更多化學物質的問題，同時也降低了對人類健康的潛在威脅。
實現工業化生產還需經歷一個漫長的過程。二代生物燃料的實際生產成本還是一個重要的未知數。另外，在生物質燃料的經濟可行性研究方面，原料收集也是一個受關注的問題。生物質原料極其分散，採集成本、運輸成本和生產成本都可能成為制約燃料乙醇業發展的瓶頸。
