生物质混燃发电中常见的是生物质与燃煤混燃发电，其装机容量通常为50～700兆瓦，少数为5～50兆瓦。生物质与燃煤混燃发电，充分发挥燃煤电厂的规模效益，大量的降低CO₂的排放，同时也降低SO₂和NOx等污染物的排放。

20世纪90年代以来，国外生物质混燃发电技术逐渐成熟，在荷兰、挪威、瑞典、芬兰、英国和美国等地已规模化应用。荷兰海尔德兰（Gelderland）电厂635兆瓦煤粉炉是欧洲大容量锅炉混燃技术示范项目之一，于1995年运行，每年平均消耗6万吨废木材（干重），相当于输入锅炉热量的3%～4%，年替代燃煤约4.5万吨。英国主要的13个装机容量接近或超过1000兆瓦的燃煤电厂均实现了混燃发电，包括8个2000兆瓦装机容量的电厂和一个4000兆瓦的特大型电厂（Drax）。中国的生物质混燃发电研究与应用起步较晚，山东十里泉电厂是中国第一个农作物秸秆与煤粉混燃发电项目，该项目引进丹麦的技术与设备对锅炉燃烧器进行了秸秆混燃技术改造，于2005年12月26日竣工投产，装机容量140兆瓦，掺混量为20%。

根据生物质与燃煤混合燃烧形式的不同，生物质混燃发电可以分为直接混燃发电、间接混燃发电和并行混燃发电。

直接混燃发电是最为常见的混燃发电技术，即生物质和燃煤同时送入锅炉中混合燃烧，产生蒸汽带动汽轮机以及发电机组发电。直接混燃发电对于现有燃煤发电系统的改动较小，但混合原料的特性差异会产生混合灰的回收利用受到限制等问题。直接混燃发电根据混燃给料方式的不同，主要包括两种方式：生物质与燃煤在燃料场进行混合，再通过原有的燃煤处理和输送装置送入锅炉中燃烧；设置独立的生物质处理和给料系统，经过机械或者气动形式给料，使生物质与燃煤在锅炉燃烧器中混合并燃烧。

先对生物质进行预处理，然后将生成的产物引入燃煤锅炉与燃煤混合燃烧，产生蒸汽带动汽轮机及发电机组发电。生物质气与燃煤混合发电主要有两种方式：将生物质在液化或气化装置中生成的生物油、可燃气或生物炭送入锅炉燃烧室与燃煤混合燃烧，其中生物质可燃气与燃煤混燃的发电又称为生物质气化耦合发电；生物质原料在独立的锅炉中燃烧，再将产生的烟气送入燃煤锅炉中以利用其热量，该方式应用较少。

生物质与燃煤的预处理、输送以及燃烧均是独立进行，生物质和燃煤分别在独立的锅炉中燃烧，产生的蒸汽合并起来进入汽轮机带动发电机组发电。两种燃料可分别采用最优化的系统，达到高的燃烧效率，且不同原料产生的灰渣相互分离，不影响灰渣回收利用。

生物质混燃发电相较于生物质直燃发电，可以充分利用已有燃煤电厂的设备，工程建设周期短、投资成本和操作成本低，生物质原料在大型高效燃煤机组中可实现高的生物质转化利用效率，降低了生产成本。生物质直接混燃发电和生物质气化耦合发电是中国生物质混燃发电的主要方式。