Η κυτταρινική αιθανόλη είναι ένα βιοκαύσιμο που παρασκευάζεται με χρήση κυτταρίνης, του κύριου συστατικού των φυτικών κυτταρικών τοιχωμάτων. Η κυτταρίνη περιέχεται σε όλα τα φυτά και είναι η πιο κοινή οργανική ένωση της γης. Ενώ είναι πιο δύσκολο να δημιουργηθεί αιθανόλη από κυτταρίνη παρά να παραχθεί από άμυλο ή καλλιέργειες με βάση τη ζάχαρη όπως το καλαμπόκι, οι πηγές κυτταρίνης είναι ουσιαστικά απεριόριστες. Αυτό είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα που επιτρέπει στους παραγωγούς να χρησιμοποιούν πόρους όπως γεωργικά απόβλητα, υποπροϊόντα περιποίησης χλοοτάπητα, κήπου και δέντρων και μη εδώδιμες καλλιέργειες που αναπτύσσονται γρήγορα και μπορούν να καλλιεργηθούν σε λιγότερο επιθυμητή γη.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πρώτης ύλης, ή πρώτης ύλης, που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία κυτταρινικής αιθανόλης: η γεωργική βιομάζα και η δασική βιομάζα. Η γεωργική βιομάζα μπορεί να περιλαμβάνει απόβλητα από καλλιέργειες τροφίμων, όπως στάχυα καλαμποκιού, καλαμπόκι ή άχυρο ρυζιού. Μπορεί επίσης να προέρχεται από καλλιέργειες που καλλιεργούνται ειδικά για παραγωγή ενέργειας. Ορισμένες καλλιέργειες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιλαμβάνουν το χόρτο, το ζαχαροκάλαμο και τον μισκάνθο. Συνήθως προτιμώνται αυτοφυείς καλλιέργειες που δεν χρειάζεται να ξαναφυτεύονται μετά από κάθε καλλιέργεια, οι οποίες είναι ανθεκτικές στην ξηρασία και στις καιρικές συνθήκες.
Η δασική ή ξυλώδης βιομάζα προσφέρει επίσης μια ποικιλία επιλογών για την παραγωγή αιθανόλης και έχει ορισμένα πλεονεκτήματα επεξεργασίας έναντι της γεωργικής βιομάζας που την καθιστούν μια πολύτιμη εναλλακτική λύση. Όπως και με τη γεωργική βιομάζα, ορισμένοι τύποι δέντρων μπορούν να καλλιεργηθούν ειδικά ως ενεργειακές καλλιέργειες. Δενδρώδεις καλλιέργειες βραχείας περιστροφής που μπορούν να φυτευτούν, να συγκομιστούν και να επαναφυτευθούν γρήγορα είναι οι ιδανικοί υποψήφιοι για χρήση στην παραγωγή κυτταρινικής αιθανόλης. Τα υποπροϊόντα της δασοκομίας είναι μια άλλη επιλογή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ροκανίδια, φλοιός και πριονίδι. Μια άλλη εναλλακτική είναι ο χαρτοπολτός απορριμμάτων.
Για τη δημιουργία κυτταρινικής αιθανόλης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μία από τις δύο κύριες διαδικασίες. Η πρώτη είναι η κυτταρόλυση, μια διαδικασία που χρησιμοποιεί υδρόλυση για να σπάσει την κυτταρίνη σε απλά σάκχαρα. Η κυτταρίνη υποβάλλεται σε προεπεξεργασία για να διασπαστεί μέρος της άκαμπτης δομής της, τόσο φυσικά όσο και χημικά. Στη συνέχεια, είναι πιο προσιτό για τη διαδικασία υδρόλυσης, η οποία διασπά τα μόρια σε σάκχαρα χρησιμοποιώντας ένζυμα που ονομάζονται ένζυμα κυτταρινάσης. Τα σάκχαρα διαχωρίζονται από οποιαδήποτε άλλα υλικά που έχουν απομείνει, και στη συνέχεια ζυμώνονται χρησιμοποιώντας μικρόβια και αποστάζονται.
Η δεύτερη διαδικασία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είναι η αεριοποίηση. Κατά την αεριοποίηση, ο άνθρακας που περιέχεται στην κυτταρίνη μετατρέπεται σε υδρογόνο, διοξείδιο του άνθρακα και μονοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιώντας μερική καύση. Ένας μικροοργανισμός που ονομάζεται Clostridium ljungdhalii χρησιμοποιείται στη συνέχεια για τη ζύμωση αυτών των αερίων και τη μετατροπή τους σε αιθανόλη και νερό. Στη συνέχεια η αιθανόλη αποστάζεται από το νερό.