Ce terme désigne tous les matériaux organiques créés directement ou indirectement par photosynthèse, soit l'ensemble du monde vivant: végétaux, animaux et micro-organismes. C'est une forme d'énergie solaire.

La photosynthèse ou l'assimilation chlorophyllienne est la réaction biologique la plus extraordinaire et importante que l'on puisse imaginer sur terre. Lors de ce processus photochimique, la plante verte, sous l'action de l'énergie solaire, élabore des matières organiques à partir d'éléments minéraux, par réduction du gaz carbonique et par photolyse de l'eau, tout en rejetant de l'oxygène. Ces matières organiques formées sont des glucides, qui sont les briques initiales de la substance vivante. Des bactéries sont également capables de produire de la biomasse grâce à la photosynthèse. Ensuite, grâce à cette énergie stockée dans la plante, ces glucides sont transformés par synthèse organique en amidon, cellulose, lipides et protéines. Donc, sans soleil, pas de nourriture, pas de vie.

Selon J.-C. Scholle, la réaction chimique est sommairement la suivante :

6 CO₂ + 6 H₂O + Energie solaire donne : C₆ H₁₂ O₆ + 6 O₂

gaz carbonique + eau + minéraux + énergie solaire (2'820 kJ) donne: glucose + Oxygène

Glucose qui sera utilisé pour: Synthèse organique, Lipides + protéines +acides gras, Amidon + cellulose

Durant toute la vie d'un arbre, seule 1 % de sa matière solide est prélevée dans le sol; les 99% proviennent du CO₂ de l'air et de l'eau, l'énergie nécessaire étant fournie par le soleil.

On distingue la biomasse créée uniquement à des fins énergétiques, telle que les graines oléagineuses, le roseau de chine ou autres végétaux, de celle issue de résidus de cultures telle la paille de blé, de l'exploitation forestière comme la sciure et autres déchets de bois, les sous-produits de l'élevage, tels le fumier et le lisier, ainsi que les déchets ménagers. Selon Thierry Stolarczyk, le stock terrestre de biomasse est de 2'000 Gigatonnes. Le flux de matière correspondant est de l'ordre de 120 Gt/an de matière sèche (rappelons que le flux de production anthropique de carbone dans le CO₂ est d'environ 10 Gt/an, soit près du dixième du chiffre ci-dessus) et représente un contenu énergétique d'environ 71 GTEP/an. Sur ce total, les prélèvements de l'homme pour l'ensemble de ses besoins est d'environ 5 %, soit l'équivalent de 3,8 GTEP ou 158 EJ. A titre de comparaison, la consommation de la Suisse, toutes énergies confondues est de 0,8 EJ. Dans les scénarios les plus volontaires d'utilisation à grande échelle de la biomasse à long terme pour les besoins énergétiques, tel le scénario de la Conférence des Nations Unies de Rio pour l'environnement et le développement présenté en 1992 pour l'horizon 2050, l'objectif de la contribution énergétique de la biomasse est de 4,9 GTEP, soit moins de 7% de la consommation annuelle de biomasse continentale. En supposant un triplement des prélèvements pour la nourriture et un quadruplement de ceux pour les matériaux sur la même période, les prélèvements humains sur la production de biomasse continentale seraient alors de 12,8 GTEP, soit 18 % de la ressource annuelle disponible.

La biomasse de réserve, soit sous forme de forêts, de bois de construction ou d'humus résiduel après un compostage, est la façon la plus simple pour le stockage du carbone. Comme le cycle du carbone est fermé, toute production de CO2 provenant de la biomasse est automatiquement réutilisé. Le bilan est même positif si l'on tient compte du stockage du carbone. Il faut favoriser les constructions en bois et le compostage, ce qui permet de stocker du carbone à long terme. La charbon et les hydrocarbures sont du carbone stocké depuis une époque très lointaine où le CO₂ dominait. Ce stockage a permis à l'être humain de vivre. Brûler rapidement ces stocks, comme nous sommes en train de le faire maintenant ne peut que nous mener à une catastrophe. Il est peut-être encore temps de réagir.

Toute décomposition de biomasse par voie biologique comme la fermentation qui produit du gaz carbonique CO₂ et de l'alcool, la méthanisation qui produit du méthane CH₄ et du CO₂ contribue à l'effet de serre, si l'opération n'est pas correctement effectuée, notamment si le méthane n'est pas utilisé comme combustible. Nous savons en effet que le méthane, gaz naturel ou encore gaz des marais est vingt fois plus polluant que le CO₂ sur l'effet de serre. Lorsque la biomasse est abandonnée dans la forêt, elle se décompose aussi naturellement, à une vitesse plus lente du fait de températures plus basse que dans une installation de biogaz. La formation de biogaz par la décomposition des feuilles mortes n'est pas importante , car elle est aérobie. C'est la même réaction pour la décomposition du fumier et des lisiers qui sont épandus sur les champs, à condition qu'ils ne soient pas enfouis trop rapidement par un labourage. Le compostage est donc très intéressant et un chapitre lui sera consacré.

Le bois est la plus importante source de biomasse déjà exploitée et un chapitre spécial lui est consacré dans cet ouvrage, de même pour les cultures prévues pour la production de bio-carburants. Le roseau de chine peut être utilisé comme combustible ou mieux comme matière fibreuse pour les papiers, l'emballage, la construction et l'isolation. Sa production est de 10 à 20 tonnes de matière sèche par hectare, selon les sols. Le kénaf, le lin, le chanvre et autres végétaux à forte production de biomasse, sont utiles pour la production d'huiles et graisses industrielles, de fibres et de matériaux de construction et d'isolation.