Η βιοτεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία τροφίμων και φαρμάκων εδώ και χιλιάδες χρόνια. Η μαγιά ήταν συχνά μέρος της παρασκευής ψωμιού καθώς και της ζύμωσης της ζάχαρης σε αλκοόλ. Οι επιστήμονες που εργάζονται στη μηχανική βιοδιεργασιών συνήθως συνδυάζουν τεχνολογία και οργανικά υλικά στη φαρμακευτική, την επεξεργασία τροφίμων και τη γεωργική βιομηχανία. Η βιολογία μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλές βιομηχανικές διαδικασίες, όπως η κατασκευή πλαστικών, η παραγωγή καυσίμων και η επεξεργασία απορριμμάτων. Η γενετική μηχανική καθώς και η νανοτεχνολογία συχνά ενσωματώνονται και στη μηχανική βιοδιεργασιών.
Τα βακτήρια, τα ένζυμα, οι πρωτεΐνες και διάφορα άλλα βιολογικά υλικά μπορούν να υποστούν επεξεργασία σε εγκαταστάσεις παραγωγής. Εξοπλισμός όπως δεξαμενές, αντλίες, πτερωτές και βαλβίδες χρησιμοποιούνται συνήθως στη μηχανική βιοδιεργασιών για εργασία με αυτές τις ουσίες. Οργανισμοί όπως τα βακτήρια μπορούν να κατασκευαστούν για να παράγουν ινσουλίνη για άτομα με διαβήτη, ενώ τα σάκχαρα μπορούν να συντεθούν για την παραγωγή ποσοτήτων σιροπιού καλαμποκιού ή αναψυκτικών σε επίπεδο παραγωγής, για παράδειγμα.
Οι προσπάθειες της μηχανικής βιοδιαδικασιών επέτρεψαν επίσης την ανάπτυξη βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών που μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από ανανεώσιμες ουσίες. Ένζυμα, που βρίσκονται φυσικά στον άνθρωπο και σε άλλους οργανισμούς, μπορούν να προστεθούν σε βιομηχανικές διεργασίες και να επιτρέψουν τη διεξαγωγή τους χωρίς σημαντική θέρμανση ή ψύξη. Τα έλαια και τα λίπη μπορούν να υποστούν επεξεργασία σε βιομηχανικό περιβάλλον, ενώ οι ερευνητές μπορούν να αναπτύξουν αντιδράσεις με οργανικά υλικά. Η βιολογική επεξεργασία απορριμμάτων βοηθά μερικές φορές στον καθαρισμό του νερού, την απομάκρυνση των αερίων και τον καθαρισμό των οσμών.
Η γεωργία είναι ένας άλλος τομέας στον οποίο είχε αντίκτυπο η μηχανική βιοδιεργασιών. Μερικές φορές συνδυάζεται με τη γενετική για να παραχθούν καλλιέργειες με πρωτεΐνες που βοηθούν στην καταπολέμηση των παρασίτων. Μπορούν επίσης να παραχθούν φυτά που συνθέτουν πρωτεΐνες κατάλληλες για ανθρώπινη ιατρική. Η βιοτεχνολογία έχει επίσης περιλάβει τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, εκτός από την ανάπτυξη βάσεων δεδομένων υπολογιστή για τις πρωτεϊνικές αλληλουχίες στο Δεοξυριβονουκλεϊκό Οξύ (DNA).
Εκτός από τη γονιδιακή θεραπεία και την παραγωγή εμβολίων, η νανοτεχνολογία ή ο χειρισμός οργανικών και ανόργανων ενώσεων σε μοριακή κλίμακα, συχνά ενσωματώνεται στη μηχανική βιοδιαδικασιών. Μια τέτοια έρευνα μπορεί να βοηθήσει στη χρήση του τρόπου λειτουργίας των κυττάρων, ενσωματώνοντας αυτά τα μοριακά με την ικανότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ή αποθήκευσης δεδομένων, για παράδειγμα. Οι ερευνητές εργάζονται για να κατανοήσουν πώς να αλλάξουν τη λειτουργία των κυττάρων για να επιτύχουν αποτελεσματικές εργασίες.
Η μηχανική βιοδιεργασιών εκτελείται σε πολλά εργαστήρια και διάφορα πανεπιστήμια προσφέρουν το αντικείμενο ως τομέα μελέτης. Ένα πτυχίο μπορεί να κερδηθεί εντός του πεδίου και θέσεις εργασίας σε διάφορους κλάδους είναι συχνά διαθέσιμες. Η χημεία, η μηχανική διεργασιών, η μικροβιολογία και άλλα θέματα συνήθως μελετώνται για την απόκτηση της γνώσης που απαιτείται για την εργασία σε ένα εργαστήριο μηχανικής βιοδιεργασιών.