Công nghệ sinh học công nghiệp sử dụng tế bào sống hoặc enzyme để sản xuất các sản phẩm và hóa chất công nghiệp. Nó đôi khi được gọi là công nghệ sinh học trắng. Công nghệ này sản xuất enzyme cho chất tẩy rửa, axit hữu cơ cho thực phẩm và nhựa, axit amin cho thức ăn chăn nuôi và nhiên liệu sinh học cho giao thông vận tải. Nó cũng sản xuất các hóa chất chuyên dụng mà phương pháp hóa học truyền thống khó hoặc tốn kém để sản xuất.

Ưu điểm của phương pháp này là về môi trường. Các quá trình sinh học diễn ra ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn so với các quá trình hóa học, giúp tiết kiệm năng lượng. Chúng sử dụng nguyên liệu tái tạo, như tinh bột ngô, mía hoặc chất thải nông nghiệp. Chúng tạo ra ít chất thải nguy hại hơn. Chúng có thể thay thế các sản phẩm từ dầu mỏ bằng các sản phẩm thay thế sinh học. Ví dụ, enzyme trong chất tẩy rửa quần áo cho phép giặt quần áo ở nhiệt độ thấp hơn, tiết kiệm năng lượng cho hàng triệu hộ gia đình.

Những thách thức nằm ở khía cạnh kinh tế. Các quy trình sinh học có thể chậm hơn và tốn kém hơn so với các quy trình hóa học. Sản phẩm phải cạnh tranh về giá với các sản phẩm thay thế từ hóa dầu đã được sử dụng rộng rãi. Việc mở rộng quy mô rất khó khăn. Ô nhiễm là một rủi ro thường trực. Và nguyên liệu đầu vào phải có giá cả phải chăng và bền vững. Việc sử dụng cây trồng lương thực cho sản xuất công nghiệp cũng đặt ra những lo ngại tương tự như nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất.

Công nghệ sinh học công nghiệp đang phát triển mạnh. Các công ty như Novozymes, DSM và BASF sản xuất enzyme và hóa chất với quy mô lớn. Lĩnh vực này là một phần của sự chuyển đổi rộng lớn hơn hướng tới nền kinh tế dựa trên sinh học.