Le gaz de synthèse est un mélange de gaz principalement composé d'hydrogène (H₂), de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde de carbone (CO₂), et il contient généralement aussi du méthane (CH₄).

La valeur fondamentale du gaz de synthèse réside dans ses composants H₂ et CO, qui sont des matières premières chimiques essentielles et des vecteurs énergétiques. Le rapport H₂/CO est un indicateur clé pour évaluer la qualité du gaz de synthèse, car différentes applications en aval nécessitent des rapports différents. Par exemple, la synthèse du méthanol nécessite généralement un rapport H₂/CO d'environ 2:1, la synthèse de Fischer–Tropsch nécessite environ 2,1:1, tandis que les procédés de carbonylation exigent un rapport H₂/CO plus faible.

Dans des conditions de pyrolyse pure (environnement complètement dépourvu d'oxygène), la biomasse se décompose thermiquement pour produire directement des gaz volatils. Ces gaz comprennent les produits de pyrolyse primaires et les produits de craquage secondaires.

À des températures plus basses, les produits gazeux proviennent principalement de la décomposition initiale des composants de la biomasse, ce qui entraîne une teneur en hydrogène relativement faible et des quantités comparativement plus élevées de méthane et d'hydrocarbures légers. Lorsque la température augmente, le goudron subit un craquage secondaire, augmentant considérablement les concentrations d'hydrogène et de monoxyde de carbone.

La gazéification est un processus d'oxydation contrôlée dans lequel la biomasse est convertie en gaz combustibles en présence d'oxygène limité ou de vapeur.

Initialement, la biomasse subit une décomposition thermique dans la zone de pyrolyse, produisant du goudron, des gaz et du biocharbon. Ces produits réagissent ensuite avec des agents de gazéification (tels que l'air, l'oxygène, la vapeur ou leurs combinaisons) dans les zones d'oxydation et de réduction, se convertissant davantage en gaz de synthèse principalement composé d'hydrogène (H₂) et de monoxyde de carbone (CO).