Bioreaktor je spremnik koji se koristi za držanje organizama u svrhu iskorištavanja njihovih prirodnih biokemijskih procesa. Jednostavan i dobro poznat primjer bioreaktora je fermentacijski spremnik za pivo, u kojem se određeni mikroorganizmi potiču na razvoj, uzrokujući fermentaciju sadržaja spremnika i stvarajući upotrebljiv krajnji proizvod. Postoji niz vrsta bioreaktora, a koriste se u razne svrhe, od obrade krutog otpada do proizvodnje lijekova.
U šaržnom bioreaktoru sve se dodaje odjednom u kontrolirani i zatvoreni okoliš, a biokemijske reakcije se dopuštaju da teče svojim tijekom prije otvaranja reaktora, tako da se sadržaj može ekstrahirati i iskoristiti, zbrinuti ili daljnjim procesima. Drugi rade na metodi kontinuiranog protoka, u kojoj materijali neprestano teku kroz bioreaktor. Postrojenja za obradu otpada, na primjer, koriste kontinuirani protok za obradu krutog otpada.
Prilikom izgradnje bioreaktora mora biti zadovoljen niz kriterija. Da bi uređaj bio učinkovit, uvjeti moraju biti strogo kontrolirani, što znači da moraju postojati načini za umjerenu temperaturu, razinu svjetla, vlage, kisika i drugih komponenti okoliša. Također je važno izolirati sadržaj od kontaminanata kako bi bioreaktor ispravno radio, te kako ne bi došlo do štetnih reakcija. U pivo, na primjer, unošenje pogrešnih mikroorganizama može uzrokovati kiselost piva.
Pretvorba organskog otpada kao što je kompost ili čvrsti otpad uobičajena je primjena za bioreaktore. Kada je pravilno izgrađen, reaktor može uvelike ubrzati proces razgradnje, što pridonosi ukupnoj učinkovitosti. Bioreaktori se također koriste za poticanje rasta, kao na primjer u proizvodnji kultura tkiva ili uzgoju specifičnih gljiva koje se koriste u farmaceutskim proizvodima. U nekim slučajevima može biti potrebno osmisliti prilagođeni uređaj koji će zadovoljiti specifične potrebe određene primjene, u kojem slučaju su obično potrebne vještine biokemičara.
Istraživači neprestano smišljaju nove namjene za tehnologiju bioreaktora. Na primjer, ovi se uređaji potencijalno mogu koristiti za proizvodnju energije ili za uzgoj tkiva i koštanih transplantata. Kemijska proizvodnja može se uvelike oslanjati na bioreaktore, ovisno o spojevima koji se proizvode, kao i velika prerada komposta i otpada iz dvorišta za općine. Mnogi eksperimenti su također provedeni s bioreaktorima u izazovnim okruženjima kao što je prostor kako bi se naučilo više o biokemijskim procesima i generiralo korisne znanstvene informacije.