早在19世纪，人们就已经认识到细菌和澡类具有产生分子氢气的特性，在微生物的作用下，蚁酸钙的发酵可以从水中制取氢气；1942年，科学家观察一些藻类的生长，发现减少CO2的供应，绿藻在光合作用下停止释放氧气，转而生成了氢气。1958年科学家发现藻类可以直接通过光解过程产氢，而不需要借助 CO2的固定作用。1966年Lewis最早提出生物制氢课题，其研究主要集中在绿藻、蓝细菌、光合细菌的光解产氢和发酵产氢两个方面。20世纪70年代能源危机的发生引起了人们对生物质制氢的广泛关注，并开始进行研究。美国Pacific Northwest Laboratory(PNL)最初对生物质制氢的研究主要集中在生物质的高温汽化、从生物质中提取液体燃料及合成气，并对其动力学特性和催化剂进行初步研究；随后又对临界水中生物质汽化系统进行了研究，主要分析高温受压缩流体和超临界流体中生物质反应的化学特性，包括催化剂的选用、连续流动反应器试验及碳的气化过程等。20世纪90年代初，美国夏威夷大学开始采用超临界技术进行生物质汽化制氢，以活性炭为催化剂，研究多种生物质在超临界水中汽化的影响，并利用高压水作为CO2吸收剂。目前正致力于研究如何延长催化剂的活性，并完成生物质重整流动反应器的设计和安装制造，为进一步完成新反应器系统的中试做准备。
科学家已经研制出了利用叶绿体制氢的装置，用1g叶绿素在1h内可以生成1L的氢气。通常经过生物法制备的氢气需要进一步纯化处理，生物法制得的氢气含量通常为60％~90％（体积分数）,气体中可能混有CO2、CO好水蒸气等，可以采用传统的化工方法去除混在其中的杂质，如利用50％（质量分数）的KOH溶液、苯三酚的碱溶液，或者干燥器或冷却等手段。
生物质氢气就是以碳水化合物为供氢体，利用光合细菌或厌氧细菌来制备氢气，并用微生物载体、包埋剂等细菌固定化手段将细菌固定下来，实现产氢。根据生物在制氢过程中是否需要阳光，将生物质制氢的方法分为两类：光合生物制氢和生物发酵制氢。