Bei der Verflüssigung wird Biomasse unter dem Einfluss von Wärme sowie gegebenenfalls unter Zugabe zusätzlicher Hilfsstoffe durch eine thermische Zersetzung umgewandelt. Diese Umwandlung ist allerdings technisch und energetisch aufwändig.

Bei der Verflüssigung von Festbrennstoffen entsteht neben Holzkohle, Pyrolyseöl (bestehend aus Holzteer und Methanol) und Pyrolysegas. Methanol lässt sich durch Destillation aus dem Öl abtrennen. Die Eigenschaften des Pyrolyseöls sind für eine thermische Verwertung eher negativ. Dieses Verfahren findet aber in der Abfallentsorgung Anwendung.

Ziel der Verflüssigung ist eine möglichst hohe Ausbeute an flüssigen Komponenten. Damit wird die Biomasse in einen gut transportierbaren Energieträger mit einer hohen Energiedichte umgewandelt. Zusätzlich entstehen gasförmige und feste Stoffe, die teilweise zur Energiebereitstellung für den Pyrolyseprozess genutzt werden.

Die produzierten flüssigen Energieträger können anschließend – nach einer entsprechenden Reinigung – als Brennstoff in geeigneten Feuerungsanlagen oder als Treibstoff in Motoren eingesetzt werden.

Obwohl die Verflüssigung seit Jahren Gegenstand intensiver Forschungsarbeiten ist, befindet sich diese Technologie noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium. Ursache dafür sind vor allem nach wie vor ungelöste technische Probleme sowie die hohen Kosten des Verfahrens. Es ist nicht zu erwarten, dass die Verflüssigung fester Biomasse in den nächsten Jahren großtechnisch funktionssicher und kostengünstig verfügbar sein wird. Mehrere Pilotprojekte wurden wegen technischer oder finanzieller Schwierigkeiten wieder eingestellt.