Los productos bioenergéticos obtenidos en una biorrefinería incluirían: electricidad y/o calor, biocombustibles sólidos,  líquidos como el biodiesel o el bioetanol, y gaseosos como el biogas. Los productos no energéticos englobaría alimentos, piensos, fertilizantes y los “bioproductos” (o “bio-based products” en inglés), versión “bio” de numerosos productos de consumo o materiales de origen fósil, como por ejemplo los bioplásticos, biopinturas, bioadhesivos, biolubricantes, etc. En este grupo de bioproductos también se incluyen compuestos sencillos denominados bioquímicos (o “biochemicals” en inglés) que bien se venden como “commodities” químicas a otras industrias como ladrillos químicos o “building blocks” para ser transformados en bioproductos. Los productos finales de las biorrefinerías pueden bien sustituir a productos ya existentes en el mercado, generalmente de origen fósil, o bien convertirse en nuevos incorporando funcionalidades diferentes o mejoradas.