Le bio-huile, communément appelé huile de pyrolyse, est le principal produit liquide généré par la décomposition thermique à haute température (pyrolyse) de la biomasse en l'absence ou en présence limitée d'oxygène. Ce n'est pas un composé unique, mais plutôt un mélange extrêmement complexe contenant des centaines voire des milliers de composés organiques différents.

Ces composés sont principalement des substances oxygénées, incluant des molécules avec des groupes fonctionnels tels que des acides, cétones, aldéhydes, alcools, phénols, saccharides, esters, éthers et furannes. En plus de ces composants organiques complexes, le bio-huile contient également une proportion significative d'eau.

En termes d'apparence physique, le bio-huile se présente généralement sous forme d'un liquide visqueux brun foncé avec une odeur fumée distinctive. Chimiquement, il se caractérise par une teneur élevée en oxygène, une viscosité élevée, une forte acidité, une valeur calorifique inférieure comparée aux combustibles fossiles conventionnels, une instabilité chimique et une corrosivité envers les matériaux métalliques courants.

La pyrolyse est définie comme le processus de chauffage des matériaux organiques (dans ce cas, la biomasse) en l'absence totale d'oxygène ou dans des conditions strictement limitées en oxygène, provoquant une décomposition thermique et une recombinaison chimique.

Contrairement à la combustion (qui se produit en présence d'oxygène abondant) et à la gazéification (qui a lieu avec un oxygène limité), l'objectif de la pyrolyse est de maximiser la décomposition des grosses molécules de biomasse en produits moléculaires plus petits sous forme de gaz, liquides et solides.