Biodiesel ist der in Deutschland am weitesten verbreitete Biokraftstoff. Er nimmt unter den Biokraftstoffen den größten Anteil ein [FNR22]. Biodiesel wird mittels Umesterung von Pflanzenöl (wie Rapsöl) und unter Beimischung von circa 10 Prozent Methanol hergestellt. Dabei wird ein Teil des Raps-Rohöls als Glyzerin (ein Alkohol) abgetrennt und durch fossiles Methanol ersetzt [FNR22]. Eine Produktion ist auch aus anderen Ölsaaten wie Soja- oder Sonnenblumenöl oder auch aus importiertem Palmöl möglich. Weiterhin sind gebrauchte Pflanzenöle (wie Frittierfett) sowie tierische Fette einsetzbar [WeSc17, S. 579]. Biodiesel ist somit ein erneuerbarer Energieträger.

Chemisch handelt es sich bei Biodiesel um Pflanzenölmethylester beziehungsweise Fettsäuremethylester, auch als Fatty Acid Methylester (FAME) oder, aus Rapsöl gewonnen, als Rapsölmethylester (RME) bekannt. Möglich ist der Ersatz von fossilem Methanol durch Ethanol (Ersatz von FAME durch Fatty Acid Ethyl Esters, FAEE) bei der Produktion. Dadurch würde Biodiesel zu einem reinen Biokraftstoff werden [EnAr22]. RME besitzt einen durchschnittlichen Heizwert von 37,1 Megajoule pro Kilogramm [Schr20]. 1 Liter Biodiesel ersetzt wegen des geringeren Heizwertes nur 0,91 Liter Diesel [FNR22].

Biodiesel kann in Reinform oder als Beimischung mit konventionellem Diesel als Kraftstoff genutzt werden. Dabei ist FAME nach DIN EN 14214 als Beimischung von bis zu 7 Prozent als Kraftstoff für konventionelle Dieselmotoren geeignet, ohne dass eine besondere Voraussetzung zu beachten ist [FNR22]. Bei der Nutzung in Reinform ist hingegen die Freigabe der Fahrzeughersteller notwendig [FNR22]