Butanol ist eine brennbare Flüssigkeit, die als Kraftstoff und als industrielles Lösungsmittel verwendet wird. Es ist wie Benzin ein Kohlenwasserstoff, das heißt, es besteht aus den chemischen Elementen Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Die meisten Verbrennungsmotoren können Butanol ohne Probleme verbrennen, insbesondere modernere Motoren. Diese Tatsache hat dazu geführt, dass seine Verwendung als Kraftstoffadditiv und als alternativer Kraftstoff erforscht wurde.
Das Interesse an Butanol als alternativem Kraftstoff beruht zum großen Teil darauf, dass es gegenüber Ethanol einige wesentliche Vorteile hat. Zum Beispiel wird ein Motor, der mit diesem Kohlenwasserstoff läuft, bei kalten Temperaturen leichter starten als ein Motor, der Ethanol verwendet. Dies ist auf eine chemische Eigenschaft zurückzuführen, die als Verdampfungswärme bezeichnet wird. Kraftstoff muss verdampft werden, bevor er in einem Motor verbrannt werden kann, und Butanol lässt sich bei niedrigen Temperaturen leichter verdampfen als Ethanol. Es verdunstet auch viel weniger als Benzin oder Ethanol und setzt beim Verbrennen mehr Energie frei als Ethanol.
Aufgrund seiner molekularen Struktur gilt Butanol als Alkohol. Konkret bedeutet dies unter anderem, dass es in Wasser löslich ist und etwas giftig ist, insbesondere wenn seine Dämpfe nicht richtig eingedämmt oder nicht belüftet werden. Es existiert auch in mehreren leicht unterschiedlichen Formen, die als Isomere bezeichnet werden. Diese unterschiedlichen chemischen Strukturen haben alle die gleiche chemische Formel und Komponenten, aber etwas unterschiedliche Eigenschaften. Eines der Isomere, bekannt als tert-Butanol, ist bei Raumtemperatur tatsächlich ein Feststoff und kann daher nicht allein als Brennstoff verwendet werden.
Die Herstellung von Butanol als Kraftstoff erfolgte traditionell durch Vergärung von Biomasse wie Algen, Mais und anderen zellulosehaltigen Pflanzenmaterialien, die nicht für Lebensmittel verwendet werden könnten und sonst im Abfall landen würden. Der Fermentationsprozess wird hauptsächlich durch eine Bakterienart namens Clostridium acetobutylicum erleichtert. Seltsamerweise sind diese Bakterien ziemlich eng mit denen verwandt, die Botulismus verursachen. Auch andere Mikroorganismen sind in der Lage, diese Materialien zu fermentieren, und an solchen Produktionstechniken wird derzeit geforscht. In jüngerer Zeit wurde das meiste Butanol industriell aus fossilen Brennstoffen hergestellt.
Angesichts der Vorteile von Butanol gegenüber einigen anderen Kraftstoffen fragen sich viele, warum es nicht weiter verbreitet ist. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Kosten für die Herstellung und die Markteinführung für den Verbraucher in vielen Fällen viel höhere Kosten verursachen als die Kosten für Benzin. Auch wenn es einen höheren Energiegehalt als Ethanol hat, braucht es für seine Herstellung viel mehr Rohstoffe. Einige Neuentwicklungen sind jedoch vielversprechend, da sie die Ausbeute an Butanol durch Fermentation dramatisch steigern können.