(1)秸秆原料预处理纤维素预处理技术的研究是纤维素科学研究的重要组成部分，它直接影响到纤维素制品和纤维素功能材料的性质及使用性能。除了传统的化学试剂处理、机械处理和辐射处理技术外，蒸汽爆破和超声波技术具有处理时间短、化学产品用量少、无污染、能耗低等特点，是很有发展前途的预处理新技术。
华东理工大学在稀酸水解工艺基础上，开发出了以稀盐酸和氯化亚铁为催化剂的木材锯末酸水解工艺，并进行了葡萄糖和木糖同时发酵的研究，转化率达70%以上。
农作物秸秆可以经过秸秆颗粒机、秸秆压块机压制成生物质成型燃料，生物质成型燃料是替代煤等化石能源最佳的选择，而且农作物秸秆经过秸秆压块机压制成生物质成型燃料，还可以增加老百姓的收入。
近年来，中科院过程工程研究所开展了纤维素原料组分分离的研究，十几年来的天然纤维素预处理技术的研究及实践表明，过分强调利用单一组分，严重影响了纤维素原料利用的发展，甚至会走向自我否定，并提出了秸秆一整套组分分离工艺路线，为进一步降低组分分离的成本，充分利用各组分提供了新思路。
(2)半纤维素与木质素半纤维素与木质素是本质纤维素原料的重要组分，如何充分利用半纤维素和木质素是生物量全利用的关键之一。
山东大学和中科院微生物研究所的主要研究工作集中在酿酒酵母木糖酒精的代谢工程方面，在实验室菌株中探讨了木糖代谢基因在酿酒酵母细胞表面的表达。中科院过程工程研究所发明了秸秆无污染汽爆技术、利用秸秆中半纤维素生产低聚木糖新技术，获得了中国发明专利授权。南京林业大学开发出低聚木糖饲料添加剂。另外，木寡糖在保健品领域的应用已经得到了广泛地认可，而且，木寡糖农药在水果、蔬菜种植以及病害防治上已经取得了明显的效果。
木质素是数量上仅次予纤维素的第二类天然芳香族高分子化合物。木质素是由苯丙烷单元通过醚键(约占2/3)和碳一碳单键连接在一起的具有三维体型结构的天然酚类无规共聚物。南京林业大学、中科院广州化学研究所在木质素应用的研究中取得了一定进展。
在工业上，曾用甲醛和木质索聚合，得到了与传统的酚醛树脂性质相似的聚合物。但是甲醛易污染环境，回收困难且成本高，而且甲醛与本质素的缩合反应滩以控制，所以目前工业中已不采用。酶催化聚合酚系树脂的另一发展是，用酶催化术质索一酚共聚，木质索一酚共聚物可以用作用途广泛的酚醛树脂的替代品，其某些性能甚至优于传统的树脂。用酶催化聚合方法生产的木质素一酚共聚物，避免了酚醛树脂生产中对环境的污染，而且所用木质索是其他工业的副产物，亦即用廉价的木质索替代了高价的酚类。青岛科技大学用辣根过氧化物酶催化聚合酚与木质索共聚取得了初步结果。中科院过程工程研究所用固态发酵微生物发酵过氧化物酶，其活性高于辣根过氧化物酶，可使酶的生产成本大幅度降低，为其工业化应用奠定了基础。
(3)纤维素酶与纤维索酶解机制的研究20世纪50^v70年代，中科院微生物研究所、中科院上海植物生理研究所、山东大学以及一些农科院校主要集中于高活性纤维素酶菌种筛选、秸秆糖化饲料、沼气发酵、秸秆气化技术等方面的研究。80年代以后，只在纤维素酶解等方面开展了部分工作。
山东大学筛选出一批高产纤维素酶菌株，并系统研究了纤维索酶组分及其协同酶解机制。中科院广州化学研究所系统研究了木质素酶学及其降解木质素的机制。中科院生态环境研究中心和浙江大学在与美国普度大学(Purdue University)合作的基础上，开展了生物质发酵制备内醚糖和纤维素酶发酵产业化的开发工作。
中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室从1986年开始就将纤维素生物转化确定为重点研究方向，在固态发酵纤维索酶研究领域积累了雄厚的基础。
由于极端酶超强的稳定性和活力，不仅为生物的催化作用和转化作用提供了新的机遇，同时也将许多生物技术引入极端酶的研究领域。利用基因重组技术、突变技术、克隆技术以及基因序列分析，进一步探讨极端酶的结构与功能关系，并对普通酶和极端酶进行优化和改造，成为目前极端酶生物技术的主要研究方法。具有高热稳定活性的纤维素酶对晶体纤维素进行高效水解在生物工程中的应用前景广阔。已有一些来自超嗜热微生物的纤维素酶的基因被克隆，重组酶也得到纯化和鉴定。山东大学和中科院微生物研究所已进行相关方面的研究。
(4)固态发酵的发展深层液体发酵产生大量的废水及其高能耗正阻碍着它的进一步发展。由于许多代谢产物（如酶）的产量在固态发酵过程中比较高，而在液体发酵中却明显下降，尤其足对生物量及初级代谢产物的发酵生产。固态发酵表现出众多的优越性，如无废水排放、生产效率高、设备投资少、能耗低、原料价格低、生产成本低等特点。随着对固态发酵技术的不断深入研究，越来越多的生物制品逐步采用固态发酵以替代液态发酵生产。
中科院过程工程研究所研制出的压力脉动固态发酵新技术达到了纯种培养与大规模产业化的要求，应用范围涉及到抗生素、酶制剂、有机酸、生物农药和生物肥料等。
(5)热解在生物质的气化和液化方面，中科院山东省科院能源研究所（山东能源所）、中科院过程工程研究所、中科院大连化学物理研究所、中科院广州能源研究所、华东理工大学、浙江大学、清华大学等单位也做了大量的研究工作，取得了初步成果。中科院山东能源研究所在推广秸秆生物质气化集中供气方面开展了较为系统的研究工作，但目前技术推广还要依靠政府补贴支持。中科院广州能源研究所在生物质气化发电的研究方面取得一定成果并得到了应用。在生物质转化液体燃料方面，国内虽然进行了一定研究，但一般规模较小且缺乏系统性、深度和创新性，仍有许多问题未能得到解决。近年来，在各级政府的大力支持下，以固定床下吸式气化炉为代表的秸秆气化技术已在不少农村地区得到推广应用。全国现已建成秸秆气化集中供气站200多处，取得了良好的社会效益，但仍存在不少问题。据不完全统计，有一半以上的气化站处于停产或半停产状态。造成这一状况的原因是多方面的，其中一个重要原因就是经济效益不佳。
在生物油的获得方面，国内一些单位（如浙江大学、中科院广州能源所、华中科技大学和中科院过程工程研究所）发表了许多研究报道。直接用秸秆生物质热解获得的生物油，与常规车用油相比，其热量低，且固体含有率高、黏度大、挥发性差、成分复杂、酸性物质产生量大、化学性质不稳定。因此，如果期望将生物油用作车用燃料，将会面临一系列的问题，如改质过程比较复杂，收率低，成本高等。
(6)微生物发酵液体燃料 目前，世界上60%的乙醇是利用粮食或糖蜜发酵生产的，年产量达1000万吨。但利用粮食生产燃料乙醇存在许多问题，故期望利用纤维素的糖化发酵生产乙醇。由于乙醇的辛烷值高，而十六烷值低，只适合于添加到汽油中，不适合作为农用柴油燃料，且其生产成本以及规模生产等尚有许多难题，不适用于农村秸秆就地加工方式。
生物柴油（bio-diesel）是生物质能源最重要的液体产品之一，其主要成分是高级脂肪酸甲酯，其性质与普通柴油非常相似，具有能量密度高、易生物降解、安全无毒、含硫量低和废气中有害物排放量小等优点，可以作为优质的石油柴油替代品。目前生物柴油主要是利用化学法，将动物油脂、植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，在酸性或碱性催化剂和高温下进行酯化反应生产生物柴油。但由于动物油脂资源非常有限，造成生产成本过高，限制了生物柴油产业的发展。如何以木质纤维素为原料，用微生物发酵微生物油脂制备生物柴油，成为秸秆综合利用研究的重要课题。中科院大连化学物理研究所等对此进行初步了探索。另外，过去对于微生物油脂的研究主要集中在生产功能性油脂（如富含多不饱和脂肪酸的油脂）方面。中科院等离子体研究所余增亮研究员、山东大学施安辉教授、武汉工业学院黄建忠教授等从生化工程的角度对一些产油微生物生产不饱和脂肪酸进行了研究。
