Procesul Fischer-Tropsch transformă un amestec de hidrogen și monoxid de carbon, numit gaz de sinteză, în combustibili și lubrifianți cu hidrocarburi lichide. Cărbunele, gazul natural sau biomasa pot fi o sursă de gaz de sinteză. Este produs prin gazeificare, în care materialul sursă este tratat chimic cu oxigen sau vapori de apă la temperatură și presiune ridicată. Gazul de sinteză reacţionează la căldură variabilă în prezenţa unui catalizator, de obicei cobalt, fier sau ruteniu, pentru a produce petrol sintetic. Cercetătorii germani Franz Fischer și Hans Tropsch au dezvoltat procesul în anii 1920.
Gazul de sinteză ca sursă de combustibil lichid a atras un interes considerabil din partea națiunilor cu puțin petrol, dar cu o abundență de materie primă necesară pentru producerea gazului. Biomasa la lichid este o alternativă deosebit de atractivă, fiind o resursă regenerabilă. Procesul Fischer-Tropsch transformă gazul de sinteză în hidrocarburi lichide, dioxid de carbon și apă. Pot fi produse grade variabile de petrol sintetic, în funcție de temperatură, presiune și catalizatorul utilizat în proces. La 625°F (330°C) este produsă benzină sintetică, în timp ce la 390°F (200°C) produsul ar fi un combustibil diesel sintetic, de exemplu.
Procesul de gazeificare este o întreprindere foarte consumatoare de energie. Deși materialul sursă poate fi abundent și ieftin, costurile ridicate de producție fac de obicei gazul de sinteză o alternativă neeconomică. Implementarea unei instalații de proces Fischer-Tropsch necesită, de asemenea, o investiție de capital mare în echipamente și este supusă unor costuri de operare ridicate. O rafinare suplimentară a eficienței procesului sau o creștere considerabilă a prețului petrolului natural ar fi probabil necesară pentru adoptarea sa pe scară largă pentru dezvoltarea energiei viitoare.
În ciuda dezavantajelor sale, procesul Fischer-Tropsch a fost utilizat cu succes atât în instalațiile de demonstrație, cât și în instalațiile obișnuite de producție. În anii 1930, procesul a fost folosit în Germania pentru a produce combustibil lichid sintetic din cărbunele abundent în regiune. Îmbunătățirea continuă a procesului a dus la mai multe variante, majoritatea implementărilor utilizând o tehnologie proprietară.
Cărbune și petrol din Africa de Sud (SASOL) a produs combustibili lichizi din cărbune prin procesul Fischer-Tropsch încă din anii 1950. Compania a contractat două fabrici moderne în China; fiecare este capabil să producă 80,000 de barili de petrol sintetic pe zi. Mai multe companii petroliere importante au experimentat producția sintetică în instalații demonstrative la scară mică. Cel mai mare consumator de combustibil din lume, armata SUA, continuă să sponsorizeze cercetarea în procesul Fischer-Tropsch. În acest caz, scopul este o sursă de combustibil aflată în întregime sub control intern, mai degrabă decât preocupări economice sau de mediu.