Η διαδικασία Fischer-Tropsch μετατρέπει ένα μείγμα υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα, που ονομάζεται syngas, σε υγρά καύσιμα και λιπαντικά υδρογονανθράκων. Ο άνθρακας, το φυσικό αέριο ή η βιομάζα μπορούν να αποτελέσουν πηγή για αέριο σύνθεσης. Παράγεται μέσω αεριοποίησης, όπου το αρχικό υλικό υποβάλλεται σε χημική επεξεργασία με οξυγόνο ή υδρατμούς σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Το αέριο σύνθεσης αντιδρά υπό μεταβλητή θερμότητα παρουσία ενός καταλύτη, συνήθως κοβαλτίου, σιδήρου ή ρουθηνίου, για την παραγωγή του συνθετικού πετρελαίου. Οι Γερμανοί ερευνητές Franz Fischer και Hans Tropsch ανέπτυξαν τη διαδικασία τη δεκαετία του 1920.
Το Syngas ως πηγή υγρού καυσίμου έχει προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον από χώρες με λίγο πετρέλαιο αλλά άφθονη πρώτη ύλη που απαιτείται για την παραγωγή του αερίου. Η βιομάζα σε υγρό είναι μια ιδιαίτερα ελκυστική εναλλακτική λύση, καθώς είναι ένας ανανεώσιμος πόρος. Η διαδικασία Fischer-Tropsch μετατρέπει το αέριο σύνθεσης σε υγρούς υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Μεταβλητές ποιότητες συνθετικού πετρελαίου μπορούν να παραχθούν ανάλογα με τη θερμοκρασία, την πίεση και τον καταλύτη που χρησιμοποιείται στη διαδικασία. Στους 625°F (330°C) παράγεται συνθετική βενζίνη, ενώ στους 390°F (200°C) το προϊόν θα ήταν, για παράδειγμα, ένα συνθετικό καύσιμο ντίζελ.
Η διαδικασία αεριοποίησης είναι ένα εγχείρημα υψηλής έντασης ενέργειας. Αν και το αρχικό υλικό μπορεί να είναι άφθονο και φθηνό, το υψηλό κόστος κατασκευής συνήθως καθιστά το syngas μια αντιοικονομική εναλλακτική λύση. Η υλοποίηση μιας εγκατάστασης διεργασίας Fischer-Tropsch απαιτεί επίσης μεγάλη επένδυση κεφαλαίου σε εξοπλισμό και υπόκειται σε υψηλό λειτουργικό κόστος. Περαιτέρω βελτίωση στην αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ή σημαντική αύξηση της τιμής του φυσικού πετρελαίου θα ήταν πιθανότατα απαραίτητη για την ευρεία υιοθέτησή του για μελλοντική ενεργειακή ανάπτυξη.
Παρά τα μειονεκτήματά της, η διαδικασία Fischer-Tropsch έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία τόσο σε εγκαταστάσεις επίδειξης όσο και σε κανονικές εγκαταστάσεις παραγωγής. Στη δεκαετία του 1930, η διαδικασία χρησιμοποιήθηκε στη Γερμανία για την παραγωγή συνθετικού υγρού καυσίμου από τον άνθρακα που ήταν άφθονο στην περιοχή. Η συνεχής βελτίωση της διαδικασίας οδήγησε σε διάφορες παραλλαγές με τις περισσότερες υλοποιήσεις να χρησιμοποιούν μια αποκλειστική τεχνολογία.
Η South African Coal and Oil (SASOL) παράγει υγρά καύσιμα από άνθρακα με τη διαδικασία Fischer-Tropsch από τη δεκαετία του 1950. Η εταιρεία έχει συνάψει σύμβαση για δύο σύγχρονα εργοστάσια στην Κίνα. το καθένα είναι ικανό να παράγει 80,000 βαρέλια συνθετικού πετρελαίου την ημέρα. Αρκετές μεγάλες εταιρείες πετρελαίου έχουν πειραματιστεί με την παραγωγή συνθετικών σε εγκαταστάσεις επίδειξης μικρής κλίμακας. Ο μεγαλύτερος καταναλωτής καυσίμων στον κόσμο, ο στρατός των ΗΠΑ, συνεχίζει να χρηματοδοτεί την έρευνα στη διαδικασία Fischer-Tropsch. Σε αυτή την περίπτωση, ο στόχος είναι μια πηγή καυσίμου εξ ολοκλήρου υπό τον εγχώριο έλεγχο, και όχι οικονομικές ή περιβαλλοντικές ανησυχίες.