生物工程是以生物學理論技術為基礎，定向改造生物或其功能，結合現代工程技術，大規模培養該生物，以生產大量有用代謝產物或發揮獨特生理功能的技術，主要學科包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程等。其應用領域包括：

      傳統生物工程是在有限天然樣本中篩選出有用微生物進行發酵釀造的技術，如杜康釀酒、諸葛亮制饅頭都屬于該技術范疇。這些技術給人們的生活帶來了巨大改變，但因為不了解作用機理，應用領域有限。

      17世紀中期，列文虎克發明了高倍顯微鏡，幫助人們了解微生物在發酵中的作用。微生物純種培養技術的發展，也使發酵技術從傳統作坊式生產向大規模工業生產轉變。

      1943年，通過發酵法實現了青霉素的工業化生產，人類第一次擁有了高效對抗細菌感染的手段，成為一項引領時代發展的重要技術。

      此后生物工程應用領域越來越多。目前日常工作中涉及到的頭孢菌素等抗生素，β-胡蘿卜素等維生素，精氨酸等氨基酸類藥物的設計項目都是現代生物工程的成功應用。

      目前生物工程最重要的應用是細胞工廠。原料經特定菌種發酵后再提取純化得到最終產品。

      因此菌種成為最關鍵的生產工具。傳統的菌種選育方式需篩選大量無規則變異的細菌，效率極低。

      盡管如此，生物工程還是取得了很大的成功。2013年，出現了能夠定向改造生物DNA，短期內創造出特定物種的新技術，大幅提高了生物工程的應用上限，使生物工程成為21世紀最重要的科學領域之一。

      CRISPR-Cas9 基因編輯技術可以精確定位和剪斷需要修改的DNA片段并注入匹配的DNA序列。有了這項完美的基因編輯技術，定向編輯基因成為可能，菌種的選育效率大幅提高。