以淀粉和糖蜜做原料的乙醇發酵菌種是釀酒酵母，它能發酵葡萄糖、麥芽糖、蔗糖生產乙醇。釀酒酵母生長發酵的適宜溫度約為30℃，pH為4.2～4.5。中國乙醇發酵工業主要以甘薯為原料，用含高淀粉酶活性曲霉制成的固體曲或液體曲糖化，以優良釀酒酵母發酵，乙醇產率為淀粉的92%以上。
用可動酵單胞菌進行乙醇發酵比用酵母優越，表現為高糖利用率、高乙醇生產率、耐高濃度糖和乙醇、低能量消耗、乙醇產率接近理論數字等。酵母菌和酵單胞菌也能發酵果糖產生乙醇。乳制品工業的副產品乳清含乳糖5%，工業上已利用乳胞壁克氏酵母或熱帶假絲酵母發酵乳糖產生乙醇。纖維素是廉價的碳水化合物。有些盛產木材的國家，早已在工業中采用將纖維素經酸水解成單糖后發酵生產乙醇的方法。一類發酵是用纖維素酶和酵母菌或好熱纖維梭菌混合發酵用堿處理過的纖維素，使酶水解生成的糖立即被發酵成乙醇；另一類發酵是不經酶水解糖化，用好熱纖維梭菌和解糖梭菌在55℃混合發酵不經堿處理的纖維素，好熱纖維梭菌產生乙醇、乙酸和木糖，解糖梭菌將生成的木糖再發酵成乙醇。白色瘤胃球菌也曾用于纖維素的直接發酵。直接發酵法成本較高，工業上還沒有使用。