生物工程
亦称生物技术、生命工程、生物工艺等。是应用生物科学和某些工程学原理，借助于现代化的技术手段，将生物体本身或生物体的机能(包括用基因工程改造或组建的生物)加以改造，以最佳地满足人类需要为目标的一个技术体系。也就是说，生物工程是渗透着工程学的生物学，是将工程知识应用于医学和生物学的一个新的技术领域。现阶段，一般认为生物工程包括遗传工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个技术体系。
生物工程产生于20世纪70年代，是生物科学与技术科学相结合的产物。它的主要理论基础是分子生物学。分子生物学使生物科学的研究发生了根本性的变革，它不仅打开了揭示生命奥秘的大门，而且预示了生物科学将随着其他尖端技术的发展而发展，并和它们结合在一起发展到一个更高的水平。生物工程就是在分子生物学和遗传学、微生物学、细胞生物学、物理学与化学研究的基础上，结合现代发酵技术、化学工程、电子计算机技术而产生的。生物工程的产生，是生物科学发展过程中的一次质变。它将使人类从认识、利用生物或生物机能的时代，进入到一个开发、改造、创建生物机能的时代。
生物工程是新技术革命的主要支柱之一。它的应用范围十分广泛，前景十分诱人。生物工程是解决当今世界所面临的诸如食品、能源、环境等重大课题的技术关键，可以应用于医药与诊断、食品与发酵工业、能源开发、农业、采矿、环境保护和国防等许多方面，具有巨大的经济潜力和社会效益。生物工程已引起世界各国的高度重视。很多国家都把生物工程作为重点开发项目，建立研究中心，制定发展规划，拨发巨额投资，加速成果推广。我国也把生物工程列为科学技术发展长远规划的重点建设项目之一。
遗传工程
有广义和狭义两种含义。广义指把一种生物的遗传物质和细胞核、染色体、脱氧核糖核酸或其片段等转移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达，故包括细胞核工程、染色体工程和基因工程。狭义指基因工程或重组DNA技术。DNA分子是一种生物遗传物质，直径只有五百万分之一厘米，而基因更小，它只是DNA分子的一个片段。所以，遗传工程是一种微观工程。它是采用类似工程设计的方法，按照人类的需要，将有遗传信息的DNA片断即目的基因，在离体条件下进行分离、剪切、拼接，使遗传物质重新组合，然后将此人工重组的基因转入宿主细胞（微生物或动植物细胞)进行大量复制，并使遗传信息在新的宿主细胞或个体中高效表达，从而获得人类所需要的基因产物，或组建成新的生物类型。遗传工程技术1973年首先在美国获得成功。
利用遗传工程技术可不受亲缘关系限制拼接不同生物的基因，后代遗传特性改变较大，可能形成新的物种，并且这种改变是定向的，完全处在人的有目的有计划的控制之下，因而应用十分广泛。主要有：在工业生产上，可利用大肠杆菌生产激素，胰岛素等产品；深入研究基因的结构和功能，可促进遗传学、生物化学、微生物学、细胞学等学科的发展；重组DNA，还为培育动植物新品种、为控制人类遗传性疾病和癌细胞提供了新的手段、途径。1976年美国的第一家遗传工程公司宣布成立，至今全世界遗传工程公司已达数百家。1981年以来正式投放市场的基因工程产品已有人的生长激素、人胰岛素、干扰素、幼畜腹泻疫苗等七八个品种。
细胞工程
是一种以生物细胞为基本单位的开发技术。通过人们的精心操作，使带着全套遗传信息的基因或染色体整个地转入另一种生物细胞，从而达到改良和创造新品种或通过细胞发酵生产有用物质。细胞工程包括细胞器移植、原生质体融合、染色体工程等。细胞和组织培养是研究细胞工程的技术基础，因此，也可把它归入细胞工程范畴。细胞工程也称为细胞操作技术。
在细胞工程方面，令人瞩目的是单克隆抗体技术和植物组织培养技术。单克隆抗体技术是近10年来发展起来的一项重大生物技术，也是免疫学的一次技术革命。凡无性繁殖的细胞集团叫克隆，由一个祖细胞分裂产生的同一种细胞的集团叫单克隆。用单克隆细胞作为抗原，作用于动物，使动物产生单一、纯净的抗体叫单克隆抗体。单克隆抗体具有高度的特异性、专一性和选择性，具有追踪识别特定抗原并与之相结合的能力，被称为“生物导弹”，具有广泛的用途。如果把单克隆抗体注入癌患者的体内，它们就会像导弹一样，追踪到癌病灶和癌细胞上。如果给单克隆抗体带上抗癌药物，它就能准确地击中癌细胞。目前世界各国已制成了多种单克隆抗体。
植物组织培养是从植物有机体中取出组织或细胞，模拟机体内的生理条件进行体外培养，从而得到有用物质或新的植株。把组织培养技术用于农业，可以去除病原，增产粮食；用于医药生产，可以诱导生产药剂的有效成分；用于林业，可以解决种苗不足问题；用于园艺，可以培养试管花卉。
酶工程
是利用酶和细胞或细胞器等具有的某些高度专一的催化功能，在常温常压条件下，借助于工程手段和生物反应装置，生产人类所需产品的一种技术体系。酶工程的内容包括：各种酶的开发和生产；酶的分离与提纯技术；酶或细胞的固定化技术；固定化酶反应器的研制；酶的应用等。
酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的生物催化剂，是一种由细胞制造出来的特殊蛋白质。
生物体内的各种化学变化几乎都是在各种酶的催化作用下进行的。在通常情况下，酶的催化效率要比化学催化剂高1000万倍以上。目前已发现和定性的酶约有2000多种，其中商品酶约200种。酶催化的反应特点是特异性高，即某种酶专门催化某一反应。酶工程就是利用酶的特异催化功能，将一种物质转化成另一种物质。酶可以用提纯蛋白质的方法分离纯化。其基本步骤是：应用酶的固定化技术将酶制剂精制成固相酶(固态)，然后将其组装在特殊设计的器件(生物反应器)中，利用这种反应器将原料(底物)转化为人类需要的产品。
我国生产的酶制剂广泛应用在许多产业部门的几十种产品的生产上，对于生产技术的改造起了积极的推动作用。例如，淀粉酶用于饴糖生产可节粮10％。糖化酶用在白酒和酒精生产，每吨白酒节粮66公斤，每吨酒精节粮107公斤。用于药用葡萄糖生产，回收率比酸法增加10％，每吨节粮166公斤，每吨产品成本下降80～117元，用酶法糖化液作为抗生素的生产原料，原料成本节省2/3。蛋白酶用于皮革脱毛，出皮率增加10％。同时，利用固定化酶和固定化细胞技术所研制的酶传感器和生物传感器，可用于工业过程和环境计测，以及临床医疗诊断等。据估计，今后几年内，化学工业中20％的工艺流程将可能被生物反应所取代。
微生物工程