Das CO2 aus der Luft wird mit Wasserstoff, welcher aus Wasser und Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde, verbunden. Der dabei entstehende synthetische Kraftstoff hat abhängig von der chemischen Verbindung die Eigenschaften von Diesel, Benzin oder Kerosin. Die Speicherung ist äquivalent der Speicherung fossiler Brennstoffe, so dass das bestehende Tankstellennetz weiter verwendet werden kann.

Auch wenn die Fahrzeuge, welche mit E-Fuels betrieben werden, weiterhin CO2 ausstoßen, wird von Klimaneutralität gesprochen, da der zur Herstellung benötigte Strom komplett aus regenerativen Quellen hergestellt wird und das vorhandene CO2 der Atmosphäre entzogen wird. Zum jetzigen Stand gibt es jedoch nicht die Möglichkeit, E-Fuels in riesigen Mengen in Deutschland herzustellen, so dass die Herstellung in anderen Teilen der Welt stattfinden muss bzw. aufgebaut werden muss. Dies wirft ein Transportproblem auf, welches sich wiederum nicht positiv auf die Klimaneutralität auswirkt. Ebenfalls kritisch wird die Energiebilanz von E-Fuels gesehen, da die Herstellung sehr energieintensiv ist. E-Fuels werden in der Zukunft nicht die Elektromobilität ersetzen, aber sie sind eine wertvolle Ergänzung, um die Klimaziele zu erreichen.