Biotehnologija se koristi za preradu hrane i lijekova tisućama godina. Kvasac je često bio dio pečenja kruha, kao i fermentacije šećera u alkohol. Znanstvenici koji rade u bioprocesnom inženjerstvu obično kombiniraju tehnologiju i organske materijale u farmaceutskoj, prehrambenoj i poljoprivrednoj industriji. Biologija se može primijeniti na mnoge industrijske procese, poput proizvodnje plastike, proizvodnje goriva i obrade otpada. Genetski inženjering, kao i nanotehnologija, često su integrirani i s bioprocesnim inženjeringom.
Bakterije, enzimi, proteini i razni drugi biološki materijali mogu se prerađivati u proizvodnim pogonima. Oprema kao što su spremnici, pumpe, impeleri i ventili obično se koriste u bioprocesnom inženjerstvu za rad s tim tvarima. Organizmi kao što su bakterije mogu se konstruirati za proizvodnju inzulina za osobe s dijabetesom, dok se šećeri mogu sintetizirati u proizvodnji količine kukuruznog sirupa ili bezalkoholnih pića, na primjer.
Napori bioprocesnog inženjerstva također su omogućili razvoj biorazgradive plastike koja se također može napraviti od obnovljivih tvari. Enzimi, koji se prirodno nalaze u ljudima i drugim organizmima, mogu se dodati industrijskim procesima i omogućiti im da se odvijaju bez značajnog zagrijavanja ili hlađenja. Ulja i masti mogu se prerađivati u industrijskom okruženju, dok istraživači mogu razviti reakcije s organskim materijalima. Biološka obrada otpada ponekad pomaže u čišćenju vode, uklanjanju plina i uklanjanju mirisa.
Poljoprivreda je još jedno područje na koje je bioprocesni inženjering utjecao. Ponekad se kombinira s genetikom za proizvodnju usjeva s proteinima koji pomažu u borbi protiv štetnika. Mogu se proizvoditi i biljke koje sintetiziraju proteine pogodne za ljudsku medicinu. Biotehnologija je također uključila mapiranje ljudskog genoma, uz razvoj računalnih baza podataka o proteinskim sekvencama u deoksiribonukleinskoj kiselini (DNK).
Uz gensku terapiju i proizvodnju cjepiva, nanotehnologija ili manipulacija organskim i anorganskim spojevima na molekularnoj razini često je integrirana s bioprocesnim inženjeringom. Takva istraživanja mogu pomoći da se iskoristi način rada stanica, integrirajući te molekularne sa sposobnošću generiranja električne energije ili pohranjivanja podataka, na primjer. Istraživači rade na tome da razumiju kako promijeniti funkciju stanica za postizanje učinkovitih zadataka.
Bioprocesno inženjerstvo izvodi se u mnogim laboratorijima, a različita sveučilišta nude ovaj predmet kao područje studija. Diploma se može steći unutar polja, a često su dostupni poslovi u raznim disciplinama. Kemija, procesno inženjerstvo, mikrobiologija i drugi predmeti se obično proučavaju kako bi se stekla znanja potrebna za rad u laboratoriju za bioprocesno inženjerstvo.