Nhiên liệu sinh học tương tự như nhiên liệu hóa thạch trong đó nhiên liệu sinh học góp phần vào ô nhiễm không khí. Đốt tạo ra carbon dioxit, cacbon trong không khí hạt, carbon monoxit và nitơ oxit s.[67] The WHO estimates 3.7 million premature deaths worldwide in 2012 due to air pollution.[68] Brazil đốt cháy một lượng đáng kể nhiên liệu sinh học ethanol. Các nghiên cứu về khí sắc kí được thực hiện ở không khí xung quanh ở São Paulo, Brazil và so sánh với Osaka, Nhật Bản, không đốt cháy nhiên liệu ethanol. Formaldehyde khí quyển cao hơn 160% ở Brazil, và Acetaldehyde cao hơn 260%.[69]

Cơ quan bảo vệ môi trường đã thừa nhận trong tháng 4 năm 2007 rằng việc sử dụng ethanol sinh học ngày càng tăng sẽ dẫn đến chất lượng không khí tồi tệ hơn. Tổng lượng phát thải các chất gây ô nhiễm không khí như các oxit nitơ sẽ tăng lên do việc sử dụng ethanol sinh học ngày càng tăng. Có sự gia tăng khí carbon dioxide từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch để sản xuất nhiên liệu sinh học cũng như nitơ oxit từ đất, mà rất có thể được xử lý bằng phân bón nitơ. Nitrous oxide được biết là có tác động lớn hơn lên bầu khí quyển liên quan đến sự nóng lên toàn cầu, vì nó cũng là một tàu khu trục ozone.[70]