Paliwo syntetyczne jest to paliwo otrzymane w drodze syntezy chemicznej mogące stanowić alternatywę dla benzyny lub oleju napędowego. Paliwa takie dzielimy w oparciu o zastosowany surowiec na 1.Gas to liquid (GTL) są to paliwa otrzymywane z gazu ziemnego; 2.Carbon to liquid (CTL) są to paliwa otrzymywane z węgla; 3.Biomass to liquid (BTL) są to paliwa otrzymywane z biomasy.
Do tej pory najbardziej rozwinięte są dwie pierwsze technologie. Benzynę syntetyczną opartą na węglu stosowano już podczas drugiej wojny światowej, obecnie ma powszechne zastosowanie w RPA. Produkcja paliw syntetycznych opartych na biomasie jest narazie w fazie eksperymentów, jednak ma szansę zdobyć dużą popularność dzięki promocji rozwiązań korzystnych dla środowiska naturalnego gdyż, biopaliwa są promowane w ramach walki z globalnym ociepleniem.
Podstawowym rodzajem syntezy wykorzystanym przy produkcji paliw syntetycznych jest Synteza Fischera-Tropscha.
Do paliw syntetycznych zaliczamy benzyne syntetyczną, dimetyloeter(DME), metanol, syntetyczne substytuty oleju napędowego.