生物工艺利用活细胞或酶来生产所需产品，是生物制造的核心。这些细胞可以是生产胰岛素的细菌、生产乙醇的酵母，或是生产抗体的哺乳动物细胞。这些酶可以是用于生产洗涤剂的淀粉酶，或是用于生产生物燃料的纤维素酶。最终产品可以是药物、食品配料、化学品或燃料。

生物工艺包含多个组成部分。生物催化剂（无论是细胞还是酶）负责催化反应。原料提供原材料。生物反应器提供可控的反应环境。下游工艺对产物进行纯化。每个组成部分都必须针对产量、成本和质量进行优化。温度、pH值或营养浓度的微小变化都可能产生显著影响。

生物工艺通常比化学工艺更具可持续性。它们在较低的温度和压力下运行，使用可再生原料，并且产生的有害废物更少。但它们并非天生就是绿色的。它们会消耗水和能源，并产生废弃生物质。需要进行生命周期分析来证实其益处。

随着各行业寻求化学合成的生物替代方案，生物工艺工程领域正在蓬勃发展。挑战在于规模和成本。一个在实验室中行之有效的工艺，必须在10万升的反应器中也能可靠且经济地运行。这正是生物工艺工程的价值所在。