生物反应器是一种能够维持生物活性环境的容器。细胞在生物反应器中生长，酶发生反应，并生成产物。它提供生物系统所需的温度、pH值、氧气和营养物质。此外，它还能进行混合，使细胞和营养物质均匀分布。如果没有生物反应器，生物制造将只能局限于浅烧瓶和培养皿。

生物反应器有多种设计。搅拌釜式反应器是工业生产中的主力军，它利用叶轮搅拌培养液。气升式反应器利用气体流动循环液体。填充床反应器将细胞或酶固定在固定基质中。膜生物反应器则可连续地将细胞与产物分离。具体选择取决于细胞种类、产物种类和生产规模。

规模化是难点。10升的生物反应器和1万升的生物反应器运行情况截然不同。混合时间更长，氧气传递成为限制因素，热量也会积聚。工程师们利用计算模型和中试装置来预测工艺在规模化生产中的运行情况。但预测并非总是准确的。

生物反应器也用于废物处理，利用微生物分解污染物；还用于组织工程，为细胞培养成组织提供可控环境。这种容器的概念很简单，但其工程设计却很复杂。