Les biocarburants ont initialement fait l'objet d'un a priori positif au plan de l’environnement, puisque, contrairement aux énergies fossiles, ils ne rejettent dans l'atmosphère que ce qu'ils y ont capturé pendant leur phase de croissance. Toutefois, à partir de 2008 et l'envolée du prix des matières premières agricoles, des critiques sont apparues concernant la compétition entre la production de biocarburants et celle de nourriture pour les hommes ou les animaux. Par ailleurs, le bilan en termes d'émissions de gaz à effet de serre a été constamment révisé dans un sens plus restrictif. De surcroît, les analyses des coûts/avantages ont commencé à tenir compte plus correctement de l’énergie nécessaire à leur production par rapport à celle restituée lors de leur combustion, ainsi que des changements d'affectation des sols (CAS) résultant de l’affectation de surfaces croissantes à la culture des plantes destinées à les produire.
En France, l’ADEME a été chargée de coordonner plusieurs études sur ces points, la première en 2002 présentant un bilan plutôt positif, la dernière en 2009/2010, fondée notamment sur la méthode des analyses de cycle de vie (ACV), et dont les conclusions, d’ailleurs controversées, sont plus en retrait. L’agence estime ainsi aujourd'hui que, par rapport au carburant fossile de référence, les réductions d'émissions de gaz à effet de serre du biodiesel sont comprises entre 59 et 90 %, celles de l'éthanol entre 49 et 72 %. Toujours par rapport au carburant fossile de référence, la consommation d'énergie fossile pour produire le biodiesel est réduite de 68 à 84 %, et celle de l'éthanol est réduite de 18 à 85 %. Ces données restent cependant très contestées, notamment par les associations de défense de l'environnement, à la fois dans la méthode d'affectation énergétique des coproduits et dans la mesure où ils ne tiennent pas compte des changements d'affectation des sols, en particulier indirects.
On peut lire le rapport de la cour des comptes sur le site ccomptes.fr