Consiste na utilização da biomassa (amilácea, lignocelulósica, oleaginosa e sacarídea) como matéria-prima para a geração de produtos químicos renováveis por meio de processos químicos, termoquímicos e físico-químicos. A Embrapa Agroenergia atua no desenvolvimento de pesquisas para produção de bloco-construtores químicos, biodiesel, pigmentos, agentes de biocontrole de pragas e patógenos, dentre outros.