生物工程，是20世紀70年代初開始興起的壹門新興的綜合性應用學科。
所謂生物工程，壹般認為是以生物學（特別是微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學）的理論和技術為基礎，結合化學、機械、電子計算機等現代工程技術，充分利用生物工程的最新成果、並充分利用分子生物學的最新成果，有意識地操縱遺傳物質，定向改造生物體或其功能，在短期內創造出具有超遠程性狀的新物種，再通過相應的生物工程，創造出具有超遠程性狀的新物種。新物種，再通過相應的生物反應器對這類 "工程菌 "或 "工程細胞系 "進行大規模培養，從而產生大量有用的代謝產物或發揮其獨特生理功能的壹種新興技術。
生物工程包括五大工程，即基因工程（遺傳工程）、細胞工程、微生物工程（發酵工程）、酶工程（生化工程）和生物反應器工程。在這五大領域中，前兩個領域的作用是利用傳統細菌（或動植物細胞系）作為特定遺傳物質的接受者，使其獲得外來基因，成為能夠表達超遠程性狀的新物種--"工程細菌 "或 "工程細胞系"。後三者的作用是為這壹具有巨大潛在價值的新物種的生長和繁殖創造有利條件，並進行大規模培育，以充分發揮其內在潛力，為人們提供巨大的經濟和社會效益。
生物工程的應用領域十分廣泛，包括農業、工業、醫學、藥學、能源、環保、冶金、化工原料等。它必將對人類社會的政治、經濟、軍事和生活產生重大影響，為解決世界面臨的資源、環境和人類健康問題提供廣闊的前景。
發酵工程
（1）"發酵 "有 "微生物生理學嚴格定義的發酵 "和 "工業發酵 "的含義。發酵工程 "中的 "發酵 "應為 "工業發酵"。
（2）在工業生產中，產品是通過 "工業發酵 "加工或制造出來的，相應的加工或制造過程稱為 "發酵過程"。為了實現工業生產，就必須解決實現這些過程（發酵過程）的工業生產環境、設備和過程控制工程問題，因此就有了 "發酵工程"。
（3）發酵工程學是壹門用來解決發酵過程工業生產工程問題的學科。發酵工程從工程學的角度把實現發酵過程的發酵工業過程分為菌種、發酵和精制（包括廢水處理）等三個階段，這三個階段都有各自的工程問題，壹般稱為發酵工程的上遊、中遊和下遊工程。
（4）微生物是發酵工程的靈魂。近年來，人們對發酵工程生物特性的認識越來越清晰，發酵工程正在向科學靠近。
（5）發酵工程最基本的原理是發酵工程的生物學原理。
（6）發酵工程有三個發展階段。
現代意義上的發酵工程是多學科交叉、融合而形成的壹門技術性和應用性很強的開放學科。發酵工程經歷了 "農產品手工加工--現代發酵工程--現代發酵工程 "三個發展階段。
發酵工程起源於家庭或作坊式發酵生產（農產品手工加工），然後借鑒化學工程實現工業化生產（現代發酵工程），最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業化發酵生產（現代發酵工程），跨入生物工程行列。
原始的手工發酵生產憑借祖輩傳下來的技藝和經驗生產發酵產品，體力勞動繁重，生產規模有限，難以實現工業化生產。因此，發酵行業的前輩們首先轉向化學和化工領域，向農業化學和化工學習，規範發酵生產工藝，用泵和管道等運輸方式代替肩挑手擡的人力搬運，用機器生產代替人工操作，成功地將作坊式發酵生產推上了工業化生產的水平。發酵生產與化學、化工相結合，實現了發酵生產的第壹次飛躍。
通過幾十年發酵工業化生產的實踐，人們逐漸認識到，發酵過程是壹個時變（time-varying）、非線性、多變量輸入輸出的動態生物過程，按照化學工程模型來處理發酵工業化生產（特別是大規模生產），往往難以收到預期的效果。從化學工程的角度看，發酵罐也是生產原料的發酵反應器，發酵罐中培養的微生物細胞只是壹種催化劑，按照化學工程的正統思維，微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。因此，追溯到作坊式發酵生產技術的生物內核（微生物），通過返璞歸真，實現了對發酵工程特性的全新認識。發酵工程生物特性的確定，使發酵工程的發展有了明確的方向，發酵工程納入了生物工程的範疇。
發酵工程是指運用工程技術手段，利用生物（主要是微生物）的活性和分離酶的某些功能，為人類生產有用的生物制品，或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的壹種技術。人們熟知的利用酵母發酵制造啤酒、果酒、工業酒精，利用乳酸菌發酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大量生產青黴素等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，已經進入了現代發酵工程階段，可以人為地控制和改造微生物，使這些微生物生產出供人類使用的產品。作為現代生物技術的重要組成部分，現代發酵工程具有廣闊的應用前景。例如，利用基因工程方法有目的地改造原有菌種，提高其產量；利用微生物發酵生產藥物，如人胰島素、幹擾素和生長激素等。
從過去簡單的酒精飲料生產、醋酸生產和發酵面包，到今天發展成為生物工程的壹個極其重要的分支，壹個包括微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機硬件與軟件工程在內的多學科項目。現代發酵工程不僅可以生產酒精飲料、醋酸和面包，還可以生產胰島素、幹擾素、生長激素、抗生素和疫苗等保健藥品，生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農業生產資料，生產化學工業中的氨基酸、香料、生物大分子、酶、維生素和單細胞蛋白質等。
從廣義上講，發酵工程包括三個部分：上遊工程、中遊工程和下遊工程。其中，上遊工程包括優良菌種的選育、最佳發酵條件（pH 值、溫度、溶解氧和營養成分）的確定以及營養物質的制備。中遊工程主要是指在最佳發酵條件下，在發酵罐中大量培養細胞和生產代謝物的工藝技術。這裏有嚴格的無菌生長環境，包括發酵開始前對發酵原料和發酵罐以及各種連接管道進行高溫高壓滅菌的技術；發酵過程中不斷向發酵罐內通入幹燥無菌空氣的空氣過濾技術；發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；以及種子培養和培養產品生產的不同工藝技術。此外，根據不同的需要，發酵工藝還可分為批量發酵：即單次發酵；流動添加批量發酵：即在單次發酵的基礎上，流動添加壹定量的營養物質，使細胞進壹步生長或獲得更多的代謝產物；連續發酵：連續流動添加營養物質，不斷取出發酵液。在進行大規模工業發酵之前，必須在實驗室規模的小型發酵罐中進行大量實驗，以獲得產物形成的動力學模型，並根據該模型設計中試工廠的發酵要求，最後根據中試數據設計出更大規模生產的動力學模型。由於生物反應的復雜性，從實驗室到中試，再從中試到大規模生產的過程中會出現很多問題，這就是發酵工程的工藝放大問題。下遊工程指的是從發酵液中分離和提純產品的技術：包括固液分離技術（離心、過濾、沈澱等）、細胞破碎技術（超聲波、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶血磷脂酶等）、蛋白質提純技術（沈澱、色譜和超濾等），以及最後的產品包裝和加工（真空幹燥和冷凍幹燥等）。
此外，在生產藥品和食品的發酵工業中，必須嚴格遵守美國聯邦食品藥品管理局公布的 cGMP，並定期接受有關部門的檢查和監督。