Um biorreator é um recipiente que mantém um ambiente biologicamente ativo. É onde as células crescem, as enzimas reagem e os produtos se formam. Fornece a temperatura, o pH, o oxigénio e os nutrientes necessários aos sistemas vivos. Também promove a mistura, garantindo que as células e os nutrientes são distribuídos uniformemente. Sem um biorreator, a biofabricação ficaria limitada a frascos rasos e placas de Petri.

Os biorreatores apresentam diversos designs. Os biorreatores de tanque agitado são os mais utilizados na indústria. Empregam um impulsor para misturar a cultura. Os biorreatores de airlift utilizam o fluxo de gás para fazer circular o líquido. Os biorreatores de leito fixo mantêm as células ou enzimas numa matriz fixa. Os biorreatores de membrana separam as células do produto continuamente. A escolha depende das células, do produto e da escala.

A ampliação de escala é a parte mais difícil. Um biorreator de 10 litros comporta-se de forma diferente de um de 10.000 litros. A mistura demora mais tempo. A transferência de oxigénio torna-se limitante. O calor acumula-se. Os engenheiros utilizam modelos computacionais e plantas-piloto para prever como um processo se comportará à escala. Nem sempre é possível prever.

Os biorreatores são também utilizados no tratamento de resíduos, onde os micróbios decompõem os poluentes, e na engenharia de tecidos, onde proporcionam um ambiente controlado para o crescimento das células nos tecidos. O conceito do recipiente é simples. A engenharia, porém, não.