반대론자들은 바이오연료를 생산은 열대우림의 벌목과 같이 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있으며 바이오연료의 실질적 효율을 따지며 반대한다. 영국왕립협회의 지속가능한 바이오 연료에 관한 보고서가 그 예이다.
반대론자들은 일부 형태의 바이오연료 생산이, 극단적으로 말하면, 수송연료대체목표를 충족시키려는 목표 아래 전 세계를 항해할 수 있는 팜유를 만들기 위하여 열대우림을 벌채하고 바이오 연료로 식량생산을 대체하는 것과 같이 부정적 환경효과를 낳는다고 지적하고 바이오 연료를 생산하고 운송하기 위하여 요구되는 에너지 양을 감안할 때 바이오 연료의 사용이 탄소감축에 실제 도움이 될 것인가에 의문을 제기하기도 한다. 나아가 영국왕립협회의 『지속가능한 바이오 연료에 관한 보고서(2008년 1월)는 “바이오 연료가 제한적인 한도 내에서 화석연료를 대체할 수 있으며 수송으로 인한 온실가스 배출을 해결할 수 있는 묘책(silver bullet)으로 간주되어서는 아니 된다”고 논평하였다.