Биопроизводство использует живые системы для создания продукции в промышленных масштабах. Именно так производится инсулин, вакцины, ферменты для стиральных порошков, а также некоторые виды пластмасс и химических веществ. В качестве живых систем обычно используются генно-модифицированные бактерии, дрожжи или клетки млекопитающих. Их выращивают в больших резервуарах, подкармливают питательными веществами и используют для производства желаемой молекулы.

Процесс состоит из нескольких этапов. На начальном этапе происходит подготовка клеток и культуральной среды. Ферментация или культивирование клеток позволяет вырастить клетки и получить продукт. На заключительном этапе происходит очистка продукта путем удаления клеток, мусора и примесей. Каждый этап должен точно контролироваться. Температура, pH, уровень кислорода и питательных веществ влияют на выход продукта. Загрязнение может испортить партию, стоимость которой исчисляется миллионами долларов.

Биопроизводство — капиталоемкий процесс. Строительство одного предприятия может стоить сотни миллионов долларов и занять годы. Кроме того, он строго регулируется. FDA и Европейское агентство по лекарственным средствам устанавливают стандарты надлежащей производственной практики. Каждая партия должна быть проверена на идентичность, чистоту, эффективность и безопасность.

Эта область развивается, поскольку все больше продуктов переходят от химического синтеза к биологическому производству. Проблема заключается в масштабировании. То, что работает в литровой колбе, должно работать и в резервуаре объемом 10 000 литров. Это не всегда просто.