Bioproses menggunakan sel hidup atau enzim untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Ini adalah mesin penggerak biomanufaktur. Sel-sel tersebut bisa berupa bakteri yang menghasilkan insulin, ragi yang menghasilkan etanol, atau sel mamalia yang menghasilkan antibodi. Enzim-enzim tersebut bisa berupa amilase untuk deterjen atau selulase untuk biofuel. Produknya bisa berupa obat, bahan makanan, bahan kimia, atau bahan bakar.

Bioproses memiliki beberapa komponen. Biokatalis, baik sel maupun enzim, melakukan pekerjaan tersebut. Bahan baku menyediakan material mentah. Bioreaktor menyediakan lingkungan yang terkontrol. Proses hilir memurnikan produk. Setiap komponen harus dioptimalkan untuk hasil, biaya, dan kualitas. Perubahan kecil pada suhu, pH, atau konsentrasi nutrisi dapat memiliki efek yang besar.

Bioproses seringkali lebih berkelanjutan daripada proses kimia. Proses ini berjalan pada suhu dan tekanan yang lebih rendah, menggunakan bahan baku terbarukan, dan menghasilkan limbah berbahaya yang lebih sedikit. Namun, proses ini tidak secara otomatis ramah lingkungan. Proses ini mengkonsumsi air dan energi, serta menghasilkan limbah biomassa. Analisis siklus hidup diperlukan untuk mengkonfirmasi manfaatnya.

Bidang ini berkembang seiring dengan upaya industri mencari alternatif biologis untuk sintesis kimia. Tantangannya adalah skala dan biaya. Suatu proses yang berhasil di laboratorium harus berhasil di tangki berkapasitas 100.000 liter, secara andal dan ekonomis. Di sinilah rekayasa bioproses berperan.