生物質的元素組成通常僅僅指其有機質的元素組成，秸稈主要由碳氫氧氮硫五種元素組成，他們的含量約為：碳40%～46%、氫5%～6%、氧43%～50%、氮0.6%～1.1%、硫0.1%～0.2%，還有一些少量的元素如氯、磷、鉀、硅等。
碳是生物質的主要可燃成分，1千克碳完全燃燒可以釋放出33858KJ的熱量。碳元素的著火點很高，故生物質中碳元素含量越高就越不容易著火，但生物質中的碳并不是完全以單質元素形式存在，一般與氫、氮、硫等元素組成有機化合物。碳與氧進行燃燒反應，可以完全反應生成C02，也可以進行不完全反應生成CO。
氫是生物質中僅次于碳的主要可燃成分，1千克氫完全燃燒可以釋放出125400KJ的熱量。含碳氫化合物多的燃料易著火，但含重碳氫化合物多的燃料在供氧不足的燃燒過程中燃燒不充分時，易形成碳黑，既造成燃料損失，又污染大氣。氫在生物質中有兩種存在形式，一種是可燃氫，燃燒時放出大量的熱能，另一種稱為化合氫，它與氧結合為水，不能燃燒和放熱。由于生物質中的可燃氫含量遠遠低于碳的含量，所以，氫燃燒所起的作用明顯不如碳。
氧是不可燃成分，它與一部分氫和碳相結合處于化合物狀態，生物質中的氧含量目前還沒有直接測定的方法。
氮在高溫下與氧燃燒反應生成氮氧化合物N02或NO，統稱NOx。NOx排入大氣，在光的作用下產生對人體有害的物質。但氮在較低的溫度( 800℃)下與氮燃燒反應生成氮氧化合物的能力顯著下降，甚至不與氧燃燒反應而生成游離氮氣狀態，若燃燒時溫度不高，可近似認為生物質中的氮元素最后只以氮氣形式析出。
生物質燃燒過程中，800℃～1100℃時形成的NOx主要是由燃料本身的氮轉化而來的，NOx的排放濃度和生物質燃料中氮含量成對數關系，實驗表明空氣供應，燃燒室結構和爐具類型是影響NOx形成的主要因素。為了減少NO。的形成，常保證一次空氣系數在0.6-0.8之間，同時，在保證完全燃燒的同時，盡可能地降低二次空氣的過剩氧氣數。
硫是生物質中可燃成分之一，但也是有害的成分。1千克硫完全燃燒可以釋放出9033KJ的熱量。燃燒產物為S03或S02，統稱SOx。這些氣體與煙氣或大氣中的水蒸氣相遇化合成亞硫酸H2S03或硫酸H2S04，從而對環境造成污染。生物質中硫的存在形式可分為無機硫和有機硫兩類。無機硫不在有機質組成之內，主要包括硫化物硫，元素硫和硫酸鹽硫等，絕大部分是以硫鐵礦硫FeS2形式存在。
硫在燃燒過程中大部分形成氣態產物，但煙氣急劇冷卻時，硫酸鹽便冷凝在飛灰顆粒或換熱管表面上，通過估算，生物質燃料中40%～90%的硫束縛在灰分中，其余部分以S02以及少量S03的形式隨煙氣排放。硫元素的重要性不是因為排放了S02，而是其腐蝕作用。
氯在小麥秸稈的含量在2500mg/kg～4000mg/kg之間。燃燒過程中氯幾乎完全蒸發，形成HCL，CL2和堿金屬氯化物。隨著爐具中煙氣溫度降低，堿和堿土金屬氯化物冷凝在飛灰顆粒或換熱器表面上。其余CL以HCL的形式隨煙氣排放。通過測量，生物質燃料40%-85%的CL束縛在飛灰中。
CL的重要性，一方面體現在HCL排放及影響多氯代烴二噁英(PCDD)和多氯代二苯并呋喃(PCDF)的形成，另一方面是氯元素及其化合物的腐蝕作用。
PCDD/F的形成發生在有碳氯氧參與的多相反應飛灰顆粒表面上，溫度在250～500℃之間．如果煙氣中含有較少飛灰顆粒，可能完全燃燒，少量過剩氧氣及燃料中低氯含量可以抑制PCDD/F的生成。
另外，Si、Ca、Mg、K、Na對生物質的燃燒也很重要。Ca和Mg通常會提高灰分的熔解性能，K則相反，Si和K結合在一起可在飛灰顆粒中形成低熔點的硅酸鹽。燃燒過程中，這些元素和氯以堿性氯化物形式部分蒸發，并冷凝在換熱器表面，與煙氣反應形成硫酸鹽并釋放出氯化物。氯化物具有催化作用，是換熱器管材具有活躍的氧化能力，甚至在管壁溫度很低時(100～150℃)也會發生反應。此外，揮發性金屬的揮發以及隨后冷凝形成了飛灰顆粒，不易沉淀下來，在爐具管壁上形成沉積層，并危害生態和人們的健康。
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