バイオマスエネルギーは、原料、エネルギー源として利用する形態への変換手段、利用形態、利用手段等について多くの種類があります。

バイオマス原料は、これまで利用されていなかった廃棄物系と、主に食料用途で栽培されていた作物系に分けることができます。また、含まれる水分量によって乾燥系と湿潤系に分けられたり、存在する場所や発生する頻度によって分けられる場合もあります。更に、廃棄物系の中でも下表のように、様々な種類のバイオマスがエネルギーとして利用されています。このようなバイオマス原料の分類は、収集方法、利用形態、変換手段や必要な処理などに関係しています。

最終的に得られるエネルギー源の形態としては、電気（ガスエンジン、マイクロガスタービン、燃料電池等）、熱（ボイラー、排熱等）、燃料（バイオエタノール、バイオディーゼル燃料等）に分類されます。電力利用では、発電と排熱利用を併用するコージェネレーションシステムとして利用される場合も多く見られます。コージェネレーションも含め、最終的に発電を行って、それによる電気エネルギーを利用するものが「バイオマス発電」です。

また、バイオマスエネルギーは、単独で利用する場合の他、石炭との混焼による火力発電、ガソリンにバイオエタノールを混ぜたエタノール混合ガソリンのように、他のエネルギー源と併用される場合もあります。更に、バイオマスを変換、利用する過程の副産物である木酢液やリグニンが利用されたり、残渣が肥料として利用されるなど、バイオマスは様々な形で利用されています。