Per bio-energia si intende qualsiasi forma di energia, termica e/o elettrica, ottenuta da una biomassa, cioè un materiale di origine organica, animale o vegetale, compresa la parte biodegradabile dei rifiuti urbani e industriali, che non abbia subito alcun processo di fossilizzazione (al contrario, ad esempio, del petrolio o del metano, i combustibili fossili).

È noto da alcuni anni come sia possibile generare energia elettrica utilizzando direttamente specie batteriche (Geobacter, Shewanella, Proteobacter e Pseudomonas) e nel contempo abbattere il contenuto organico dei substrati. Su questo principio si basa la tecnologia delle celle a combustibile e celle elettrolitiche microbiche (MFC, MEC), bioreattori mediante i quali si genera energia elettrica o idrogeno a partire da reazioni di ossidoriduzione catalizzate dai microrganismi presenti nei rifiuti.