Strombasierte synthetische Kraftstoffe oder auch Electric Fuels (E-Fuels) genannt, können über elektrolytisch erzeugten Wasserstoff generiert werden. Der erzeugte Wasserstoff kann entweder selbst als gasförmiger Kraftstoff (Power to Gas, PtG) in einem Verbrenner oder Brennstoffzellenfahrzeug eingesetzt oder aber weiterverarbeitet werden. Wird der Wasserstoff weiterverarbeitet, können vielfältige gasförmige (PtG) oder flüssige Kraftstoffe (Power to Liquid, PtL) hergestellt werden. Die verschiedenen Verfahren zur Herstellung von gasförmigen oder flüssigen synthetischen Kraftstoffen auf Basis von Strom werden mit Power-to-X (PtX) zusammengefasst [PiSe21, S.834].

Für alle PtX-Kraftstoffe gleicht sich der Herstellungsprozess in den ersten Schritten [AgVe19, S.35]. Zunächst wird für alle PtX Wasserstoff hergestellt. Der für die Elektrolyse (sowie für die anschließenden Produktionsschritte) bereitgestellte Strom sollte dabei aus erneuerbaren Quellen stammen, um die Treibhausgasemissionen zu minimieren [SeEh18, S.18; AgFr18, S.31]. Grundsätzlich sind unterschiedliche Elektrolyse-Techniken nutzbar (zum Beispiel alkalische Elektrolyse, Hochtemperatur-Elektrolyse). Grüner Wasserstoff kann aber aus der Vergasung fester Biomasse generiert werden. Die Potenziale hierzu sind jedoch begrenzt. [AgVe19, S.25] Durch die Weiterverarbeitung des Wasserstoffs können dann unterschiedliche Kraftstoffe wie Methan, Methanol, Benzin, Diesel oder auch Kerosin synthetisch hergestellt werden, ohne mit der Nahrungsmittelproduktion zu konkurrieren (vergleiche Biokraftstoffe der ersten Generation) [Maus19, S.433].

Für die PtL- und PtG-Prozesse muss zunächst Kohlenstoffdioxid (CO₂) beschaffen werden. Die geschieht in der Regel durch die Separierung von CO₂ aus der Atmosphäre oder aus nachhaltigen biogenen Quellen. Anschließend sind verschiedene Verarbeitungsschritte möglich. Beim PtG-Prozess kann beispielsweise durch eine katalytische oder biologische Methanisierung aus Wasserstoff sowie CO₂ (oder Kohlenmonoxid) Methan hergestellt werden. [AgFr18, S. 67ff.] 
PtL können durch die Fischer-Tropsch-Synthese oder die Methanolsynthese hergestellt werden. Bei der Fischer-Tropsch-Synthese werden die CO-Moleküle (welche zuvor über die Shift-Reaktion aus dem CO₂ hergestellt wurden) dem Wasserstoff ergänzt, sodass höhere Kohlenwasserstoffketten entstehen, die anschließend raffiniert werden. Bei der Methanolsynthese wird aus dem Wasserstoff Methanol hergestellt, welches direkt genutzt oder anschließend in andere synthetische Flüssigkraftstoffe umgewandelt werden kann [dena18]. Die PtL können konventionellen Kraftstoffen in beliebiger Menge beigemischt werden oder diese vollständig ersetzen. Somit kann die bisher verwendete Tank- und Verteilinfrastruktur der konventionellen Kraftstoffe weiter genutzt werden. [SeEh18, S.16ff.]

Insgesamt wird bei den Herstellungsprozessen sehr viel Energie benötigt. So werden für die Produktion von 1 Megajoule PtG beziehungsweise PtL etwa 5 Megajoule Strom benötigt [AgVe19, S.24]. Das bei der Herstellung gebundene CO₂ wird bei der Verbrennung wieder freigegeben [AvKa18, S.17]. Bei einer Betrachtung der Well-to-Wheel-Emissionen ist eine Einsparung von mindestens 70 Prozent der Treibhausgase im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen möglich [AgFr18, S.30]. Darüber hinaus können durch die PtX auch andere Luftschadstoffe reduziert werden [SeEh18, S.18]. 
Die Höhe der Kosten für die PtX sind schwer abzuschätzen, da es viele verschiedene einflussnehmende Faktoren gibt. Hier sind unter anderem die Stromerzeugungskosten, die Kosten für das benötigte CO₂ sowie die Investitionskosten für die Elektrolyseure zu nennen. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Kosten im Zeitverlauf sinken werden. Für einen möglichst wirtschaftlichen Betrieb wird neben günstigem erneuerbarem Strom insbesondere eine hohe Auslastung der Anlagen benötigt, weshalb die Nutzung von grünem Überschussstrom ungeeignet ist. [AgFr18, S.61 ff.] 
Von hoher Relevanz sind die PtX in den Verkehrsbereichen, in welchen ein batterieelektrischer Antrieb ungeeignet ist. Das gilt vor allem für den Straßengüter-, Schiffs- und Flugverkehr, wo schwere Lasten oder hohe Reichweiten gefordert sind. [SeEh18, S.16ff.]. Grundsätzlich sind die PtX Technologien zwar technisch erprobt und bereits verfügbar, für einen baldigen Markteintritt muss aber weiter geforscht, Anlagen hochskaliert und Anlagen-Prozesse aufeinander abgestimmt werden. [SeEh18, S.19f; dena18]