Bioprodukcja wykorzystuje żywe organizmy do wytwarzania produktów na skalę przemysłową. W ten sposób wytwarza się insulinę, szczepionki, enzymy do detergentów do prania oraz niektóre tworzywa sztuczne i chemikalia. Żywe organizmy to zazwyczaj zmodyfikowane genetycznie bakterie, drożdże lub komórki ssaków. Hoduje się je w dużych zbiornikach, karmi pożywkami i wykorzystuje do produkcji pożądanej cząsteczki.

Proces składa się z kilku etapów. Przetwarzanie wstępne przygotowuje komórki i pożywkę hodowlaną. Fermentacja lub hodowla komórkowa pozwala na wzrost komórek i produkcję produktu. Przetwarzanie końcowe oczyszcza produkt, usuwając komórki, zanieczyszczenia i zanieczyszczenia. Każdy etap musi być precyzyjnie kontrolowany. Temperatura, pH, poziom tlenu i składników odżywczych wpływają na wydajność. Zanieczyszczenie może zrujnować partię produktu wartą miliony dolarów.

Bioprodukcja jest kapitałochłonna. Koszt budowy jednego zakładu może sięgać setek milionów dolarów, a jego realizacja może zająć lata. Jest ona również ściśle regulowana. FDA i Europejska Agencja Leków (EMA) wyznaczają standardy dobrej praktyki produkcyjnej. Każda partia musi zostać przetestowana pod kątem tożsamości, czystości, mocy i bezpieczeństwa.

Dziedzina ta rozwija się, ponieważ coraz więcej produktów przechodzi z syntezy chemicznej do produkcji biologicznej. Wyzwaniem jest skala. To, co działa w litrowej kolbie, musi działać w zbiorniku o pojemności 10 000 litrów. Nie zawsze jest to proste.