研究三角研究所替代燃料研究的首席研究員拉古比爾·P·古普塔給出了以下描述
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目前汽車中使用的主要燃料，即汽油和柴油，基本上都來自原油（石油）。並且利用當今可用的各種技術，也可以生產出具有與天然氣、煤炭和其他碳質燃料相同或非常相似的化學和物理性質的液體燃料。這些液體的例子——例如費託柴油，氫氣和一氧化碳的混合物——通常被稱為“替代”燃料，但它們不需要對當前的汽車設計進行重大改變。因此，為了回答這個問題，我們將假設“替代”指的是那些從非化石來源生產的燃料，或者那些（化石或其他）需要汽車設計或分銷和營銷基礎設施發生重大變化的燃料。
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多年來，行業專家已經提出了許多化合物——包括甲醇、乙醇、氫氣、壓縮天然氣 (CNG)、液化石油氣 (LPG)、所謂的生物柴油和氫氣——作為替代燃料，以滿足以下一個或多個目標：減少對石油的依賴，石油是一種進口的、不可再生的資源；減少與燃燒產物相關的空氣排放；並提高整體燃料利用效率。
乙醇和生物柴油通常使用玉米或其他可再生農產品生產，因此滿足了第一個目標。但它們比它們替代的石油基產品（分別為汽油和柴油）更昂貴。
今天已經存在在壓縮天然氣和液化石油氣上執行汽車的技術，這將滿足第二個目標。事實上，亞洲和歐洲許多城市地區的公共汽車和卡車都在壓縮天然氣和液化石油氣上執行。然而，清潔燃燒氣體燃料（壓縮天然氣、液化石油氣和氫氣）在私家車中的使用擴張一直很緩慢。需要克服的障礙包括低能量儲存密度（每次加滿燃料箱的總行駛里程）、經濟性差（石油基產品的低價格歷來沒有為轉向這些替代品提供太多動力）以及改造當前內燃機以適應這些燃料的重大工程挑戰。轉向氣體燃料將進一步需要新的燃料站基礎設施，與目前的汽油和柴油加油站相比，這些基礎設施在設計、建設和環境安全方面無疑將受到更嚴格的審查。
儘管存在這些重大障礙，但情況正在發生變化。即將於 2006 年出臺的關於汽油和柴油中硫含量的新排放法規——以及我們減少對進口原油依賴的願望——正在推動汽車技術朝著更清潔的燃燒替代燃料和更高效率（以每加侖行駛里程計算）的動力總成發展。內燃機可能會被由燃料電池組成的動力總成取代，燃料電池在氫氣上執行，並與電動機結合使用。正在開發將汽油轉化為氫氣以供給這些燃料電池並利用現有加油站基礎設施的技術。事實上，汽車直接在加油站加氫氣並非不可想象。然而，預計在 2010 年之前不會大量使用這些替代燃料。