Un bioreactor este un vas care susține un mediu biologic activ. Este locul unde celulele cresc, enzimele reacționează și se formează produsele. Acesta asigură temperatura, pH-ul, oxigenul și nutrienții de care au nevoie sistemele vii. De asemenea, asigură amestecarea, astfel încât celulele și nutrienții să fie distribuiți uniform. Fără un bioreactor, bioproducția s-ar limita la flacoane puțin adânci și vase Petri.

Bioreactoarele sunt disponibile în multe modele. Reactoarele cu rezervor agitat sunt calul de muncă al industriei. Acestea folosesc un rotor pentru a amesteca cultura. Reactoarele cu aer comprimat utilizează fluxul de gaz pentru a circula lichidul. Reactoarele cu pat compactat mențin celulele sau enzimele într-o matrice fixă. Bioreactoarele cu membrană separă celulele de produs continuu. Alegerea depinde de celule, produs și scară.

Extinderea la scară largă este partea dificilă. Un bioreactor de 10 litri se comportă diferit față de unul de 10.000 de litri. Amestecarea durează mai mult. Transferul de oxigen devine limitant. Căldura se acumulează. Inginerii folosesc modele computaționale și instalații pilot pentru a prezice cum se va comporta un proces la scară largă. Nu este întotdeauna previzibil.

Bioreactoarele sunt utilizate și în tratarea deșeurilor, unde microbii descompun poluanții, și în ingineria tisulară, unde oferă un mediu controlat pentru creșterea celulelor în țesuturi. Vasul este simplu ca concept. Ingineria nu este.