生物工程是21世紀的前沿技術，中國的生物工程始於20世紀初。生物工程概念提出於1994年，是中科院曾邦哲提出的基於系統生物學的生物工程技術。內容包含有合成生物學、開發細胞計算機、生物反應器、生物能源技術等。現代生物工程包括有五大工程，即基因工程、細胞工程、微生物發酵工程、酶生化工程和生物反應器工程。
基因工程、細胞工程是將常規菌或動植物細胞株作為特定遺傳物質受體，讓它們獲得外來基因，成為“工程菌”或“工程細胞株”的新物種。微生物發酵工程、酶生化工程和生物反應器工程為有潛在價值的新物種創造良好的生長與繁殖條件，並進行大規模的培養，目的是為了獲得巨大的經濟效益和社會效益。
生物工程學是70年代初，在分子生物學、細胞生物學等學科的基礎上發展起來的一門科學，離不開生物學和工程學原理。生物工程是以基因工程為基礎，透過基因工程對生物進行改造，使生物按照人類的願望生產出產品。生物工程，離不開生物學理論和技術，科學家充分運用分子生物學的最新研究成果，操縱遺傳物質，定向地改造生物或其功能，短期內創造出具有超遠緣性狀的新物種。
中國第一所生物工程研究所是1919年成立了中央防疫處。只能生產幾種疫苗和血液製品。新中國成立後，先後在北京、上海、武漢等地成立了生物製品研究所，執行國家對生物製品質量控制和監督，發放菌毒種和標準品，在控制和消滅傳染病方面，接種預防生物製品效果顯著。1980年正式宣佈天花在地球上被消滅。1981年，中國響應WHO的號召，實行計劃免疫。以卡介苗預防結核病；麻疹活疫苗預防麻疹；脊髓灰質炎疫苗預防脊髓灰質炎；百白破三聯預防百日咳、白喉和破傷風。用四種國產疫苗預防六種疾病，並有計劃地從兒童開始。1988年以來，疫苗接種的覆蓋率達到了85%。這是我國原始生物工程技術取得的成就。
隨著科技的發展，尤其是微生物學、免疫學和分子生物學的發展，生物工程的內涵已經發生了徹底地改變，不再是傳統意義上的生物工程。從分子水平來研究微生物結構、生長繁殖、遺傳基因等，也能識別、分離和提取蛋白質中的抗原決定簇，並可人工合成多肽疫苗，可以用人工方法對微生物遺傳基因進行重組，改造其遺傳特徵，這就是所謂的基因工程。
生物工程應用非常廣泛，包括工業、農業、醫學、藥物學、環保、能源等。將來會對人類的各個方面產生巨大影響，如解決資源和環境問題。生產出廉價物美的諸如胰島素、干擾素、生長激素、乙肝疫苗等治療人類疾病的藥物。把低等生物根瘤菌的固氮基因轉移到高等作物的細胞中使之能夠自己製造氮肥。把抗病基因轉移到菸草中培育出抗病蟲害的菸草新品種。
生物工程與微電子技術、新材料技術和新能源技術並列為影響未來國計民生的四大科學技術支柱，被認為是21世紀世界知識經濟的核心。生物工程涉及到的學科有生物科學、生物資訊學、生物技術、生物資訊科技、動物生物技術、動植物檢疫、醫學資訊學、生物科學與生物技術、生物化學與分子生物學、植物生物技術、生物安全、化學生物學、生物化學、化學工程、合成生物學、生物醫學工程等。
基因工程中的DNA摺紙技術、基因治療、基因診斷、基因干擾素、以及基因編輯都是生物工程應用的重要組成部分。基因工程中的生物製品不僅用於預防、治療和診斷傳染病，還應用於心血管疾病、腫瘤等非傳染病領域。
科學家們利用DNA分子的自組裝特性和核酸鹼基互補配對規律，設計並在試管中構造出精確、複雜、奈米級精度的DNA結構, 這就是DNA摺紙技術。DNA摺紙技術導致奈米機器人的產生。先用DNA摺紙技術構建一個片狀的分子，然後把它摺疊成能夠識別腫瘤的藥物載體，實現腫瘤的精準治療。
基因編輯是以現代分子生物學和微生物學為基礎，在分子水平上，引入外源基因並在體外重組，匯入受體細胞內，使這個基因能夠在受體細胞內複製、轉錄和翻譯。
利用基因編輯可生產用於治療糖尿病的胰島素，透過基因編輯，在細菌的DNA中插入人類可產生胰島素的基因，細菌便可自行復制胰島素。
基因干擾素是治療病毒感染的靈丹妙藥，透過基因編輯生產的人體干擾素α-2b（安達芬） 是中國第一個國產化的基因干擾素。廣泛用於病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。其它基因編輯的藥物，如人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等都實現了工業化生產，為人類提高健康水平和解除病苦發揮了重大作用。
基因編輯將幫助人類延年益壽。根據統計資料，男性的基因突變率是女性的兩倍，且大部分人類遺傳疾病是在Y染色體上。所以，研究男性遺傳病的意義更大。人類全套蛋白質的全部基因編碼比較複雜。如果人類能夠掌握全套蛋白質的編碼技術，就可以改變現有的蛋白質結構，形成全新結構的蛋白質，從而控制人類的進化並最佳化人類的某些特徵，如抗病、抗衰老等。如果人類能夠像癌細胞一樣，不斷地修復隨著年齡增長而不斷變短的染色體末端的端粒體，人類的正常細胞也就像癌細胞一樣，不會衰老，且不斷地更新和分裂，實現長壽的夢想。
基因治療就是把正常基因匯入病人體內，使該基因表達的產物發揮功能，從而達到治療疾病的目的，目前，是治療遺傳病最有效的手段。
基因診斷。運用基因編輯設計製造的“DNA探針”可用於檢測肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準確而且迅速。例如，新冠病毒的檢測原理。
目前，生物工程社會認可度高，期望值也高。就大學生而言，本專業的保研、考研率都較高，有更多的出國深造機會。如果有志於從事相關科研工作，需要掌握微生物學、生物化學、化學工程、發酵工程等學科的基本理論和基本知識，需要掌握生物細胞培養與選育、生物技術與工程等方面的基本技術。