Paliwo syntetyczne – paliwo otrzymane w drodze syntezy organicznej mogące stanowić alternatywę dla benzyny lub oleju napędowego. W zależności od zastosowanego surowca wyróżnia się technologie: Gas to liquid (GTL) – paliwa otrzymywane z gazu ziemnego Coal to liquid (CTL) – paliwa otrzymywane z węgla Biomass to liquid (BTL) – paliwa otrzymywane z biomasy.
Dotychczas najbardziej rozwinięte są dwie pierwsze technologie. Benzynę syntetyczną opartą na węglu stosowano podczas II wojny światowej, np. w Policach działała jedna z największych niemieckich fabryk benzyny syntetycznej, należąca do IG Farben. Fabrykę zrujnowano w trakcie wojny [za: Jan Matura, Historia Polic od czasów najstarszego osadnictwa do II wojny światowej, Police 2002]. Współcześnie jest powszechnie stosowana w Południowej Afryce. Produkcja paliw syntetycznych opartych na biomasie jest w fazie eksperymentów, jednak może zdobyć dużą popularność dzięki promocji rozwiązań korzystnych dla środowiska naturalnego (biopaliwa są promowane w ramach walki z globalnym ociepleniem).
Podstawowym rodzajem syntezy zastosowanym przy produkcji paliw syntetycznych jest synteza Fischera-Tropscha.