Synteettiset polttoaineet ovat mitä tahansa nestemäistä polttoainetta, joka on valmistettu jostakin energiasta, kuten hiilestä, maakaasusta, tervahiekasta tai biomassasta. Sitä vastoin luonnon polttoaine olisi jotain öljyä. Synteettisistä polttoaineista käytetään usein nimitystä synfuel.
Vuonna 1944, kun synteettisten nestemäisten polttoaineiden ohjelma perustettiin Yhdysvaltain kaivosviraston johtamana ohjelmana, Yhdysvaltain hallitus tuki investoinneilla synteettisten polttoaineiden tuotantoa. Tämän seurauksena kaasu- ja öljy -yhtiöillä on ollut suuri sysäys käyttää niitä, kuten monet – esimerkiksi Shell, Exxon, Statoil, Rentech ja Syntroleum. Kongressi kuitenkin pysäytti tämän synteettisten polttoaineiden ohjelman vuonna 1985, kun se oli käyttänyt 8 miljardia dollaria Yhdysvaltain dollareina 40 vuoden aikana. 1970 -luvulla perustettiin synfuel -verohyvitysohjelma, joka jatkoi pyrkimystä synteettisiin polttoaineisiin. TECO, Progress Energy, DTE ja Marriott ovat hyötyneet.
Synteettiset polttoaineet luokitellaan sen mukaan, mitä raaka -ainetta käytettiin niiden luomiseen. Kolme merkittävintä prosessia ovat hiili-nesteet (CTL), kaasu-nesteet (GTL) ja biomassa-nesteet (BTL).
Laajimmin käytetty synteettisen polttoaineen muoto on nesteytetty hiili ja sen johdannaiset. Natsi-Saksan kehittämä ja Sasolin Etelä-Afrikassa käyttämä Fischer-Tropsch-prosessi on yksi käytetyimmistä hiilen sekä biomassan tai maakaasun muuttamisesta synteettisiksi polttoaineiksi.
Mitä tahansa käytät synteettisten polttoaineiden valmistamiseen, ensimmäinen askel on muuttaa se hiilimonoksidiksi ja vetykaasuksi. Maakaasuissa, kuten metaanissa, tämä edellyttää osittaista palamista. Hiilen tai biomassan osalta kaasutus on välttämätöntä, mikä tarkoittaa materiaalin yhdistämistä veden ja hapen tai ilman kanssa korkeissa lämpötiloissa. Hiilen hiili yhdistyy hapen kanssa veteen muodostaen hiilimonoksidia, kun taas jäljelle jääneet vetyatomit muodostavat vetykaasua. Tästä muodostuu synteesikaasua, jota voidaan itse käyttää polttoaineena tai käsitellä edelleen dieseliksi tai muuksi johdannaiseksi.
Ennen dieselöljyä valmistettiin vain öljystä, joten sitä kutsuttiin petrodieseliksi. Nykyään sen valmistukseen käytetään muita aineita, kuten biomassaa tai maakaasua, eli biodieseliä.