Nachhaltig produzierte Biokraftstoffe, die auf Basis von Lignozellulose zugänglich sind, werden in Energieszenarien für Mobilität und Transport der Zukunft intensiv diskutiert. Traditionell konzentrieren sich die Forschungsaktivitäten in den Naturwissenschaften dabei auf den Syntheseprozess, während die anschließende Bewertung der Verbrennungseigenschaften anderen Forschungsgebieten überlassen wird. Dieser Aufsatz verfolgt mit der gemeinsamen Betrachtung der motorischen Verbrennung und der Kraftstoffsynthese einen integrativen Ansatz, bei dem die chemischen Aspekte im Vordergrund stehen. Dabei wird deutlich, dass das fundamentale Verständnis des Verbrennungsvorgangs maßgeblich dazu beitragen kann, Designkriterien für die Molekülstruktur möglicher Kraftstoffkandidaten abzuleiten, um so Ziele für die Analyse von Synthesewegen und die Entwicklung katalytischer Produktionswege zu definieren. Dieser integrative Ansatz des “Kraftstoffdesigns” umfasst die gesamte Kette der Energiekonversion ausgehend vom Rohstoff über Herstellungsprozess, Kraftstoff und Motor bis hin zur Schadstoffemission. Dies ermöglicht eine systematische Optimierung des Gesamtsystems mit dem Ziel, die Kohlenstoffbilanz zu verbessern, die Effizienz zu erhöhen und die Emissionen zu verringern.