Η περιβαλλοντική βιοτεχνολογία είναι ένας τομέας της επιστήμης και της μηχανικής που χρησιμοποιεί οργανικά και ζωντανά συστήματα για τον καθαρισμό περιβαλλοντικών αποβλήτων, την πρόληψη της ρύπανσης μέσω της ανάπτυξης πράσινων τεχνολογιών και τη βελτίωση των βιομηχανικών διεργασιών, όπως η κατασκευή βιοπλαστικών και βιοκαυσίμων μέσω ενζυματικών ενεργειών. Ο τομέας της περιβαλλοντικής επιστήμης και τεχνολογίας αποκτά ολοένα ευρύτερη βάση καθώς οι βιομηχανίες αναζητούν πιο αποτελεσματικές και λιγότερο ρυπογόνες μεθόδους παραγωγής για να συμμορφωθούν με τους κυβερνητικούς κανονισμούς. Ένας από τους κύριους τομείς στους οποίους επικεντρώνεται η περιβαλλοντική βιοτεχνολογία από το 2011 περιλαμβάνει την αποκατάσταση της παλαιάς βιομηχανικής ρύπανσης, όπως η μόλυνση του εδάφους ή των υπόγειων υδάτων από τοξικά μέταλλα. Οι ευεργετικές εμπορικές εξελίξεις περιλαμβάνουν τη βιοεξόρυξη, την παραγωγή βιοκαυσίμων και βιοπλαστικών και τη μικροβιακή επεξεργασία των ρευμάτων λυμάτων.
Πολλά σύγχρονα έθνη διαθέτουν ερευνητικά κέντρα περιβαλλοντικής βιοτεχνολογίας που χρηματοδοτούνται τόσο από το δημόσιο όσο και από τον ιδιωτικό τομέα για την προώθηση της περιβαλλοντικής τεχνολογίας επιστήμης. Παραδείγματα αυτών περιλαμβάνουν το Environmental Biotechnology Cooperative Research Center (EBCRC) στην Αυστραλία που επικεντρώνεται στον έλεγχο της βιομηχανικής ρύπανσης και το Κέντρο Περιβαλλοντικής Βιοτεχνολογίας (CEB) στις ΗΠΑ που ερευνά τα υδρολογικά και μικροβιακά συστήματα καθώς σχετίζονται με ζητήματα κλιματικής αλλαγής και περιβαλλοντική αποκατάσταση με τη χρήση βιολογικών διεργασιών. Ενώ μεγάλο μέρος αυτής της έρευνας περιλαμβάνει παραδοσιακά τις βιοεπιστήμες της μικροβιολογίας και της γεωργικής έρευνας, η χημική μηχανική παίζει επίσης έναν ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στον τομέα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλές συνθετικές βιομηχανικές ενώσεις είναι γνωστό ότι είναι ξενοβιοτικές, που συσσωρεύονται σε οικοσυστήματα και ζωντανούς οργανισμούς, καθώς δεν διασπώνται εύκολα από φυσικές διεργασίες με την πάροδο του χρόνου.
Μεταξύ των πιο σημαντικών λύσεων περιβαλλοντικής τεχνολογίας που προσφέρονται από την έρευνα και την ανάπτυξη στην περιβαλλοντική βιοτεχνολογία είναι αυτή της παραγωγής πρώτων υλών με βάση τα απόβλητα. Οι πρώτες ύλες είναι άχρηστα υλικά που παράγονται από μια βιομηχανική διαδικασία και μπορούν να βρουν πρόσθετη αξία σε μια άλλη διεργασία αντί να είναι περιβαλλοντικοί ρύποι και απόβλητα τόσο σε κόστος υλικών όσο και σε ενεργειακό κόστος. Η ανάπτυξη συστημάτων πρώτης ύλης έχει διερευνηθεί περισσότερο για την παραγωγή καυσίμου αιθανόλης και μέσω των υποπροϊόντων που δημιουργούνται στη βιομηχανία χαρτιού. Τα υπολείμματα ξυλοπολτού και φλοιού από την παραγωγή χαρτιού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη ζύμωση βιοκαυσίμων, καθώς και υλικά όπως απόβλητα φυτικών ελαίων (WVO) από εμπορικές αλυσίδες εστιατορίων, πράσινα απόβλητα από δήμους και απόβλητα καλλιεργειών από την παραγωγή ζαχαροκάλαμου και τεύτλων.
Άλλοι τύποι πρώτης ύλης περιλαμβάνουν το καλαμπόκι, ένα απόβλητο υποπροϊόν καλαμποκιού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αιθανόλης, και το σαπούνι σόγιας, ένα υποπροϊόν της παραγωγής σογιέλαιου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία καυσίμου βιοντίζελ. Η περιβαλλοντική βιοτεχνολογία επιδιώκει επίσης να αξιοποιήσει πόρους και γη που δεν έχουν άμεση αξία στην παραγωγή τροφίμων. Αυτό περιλαμβάνει την καλλιέργεια φυτών που αναπτύσσονται καλά με άρδευση θαλασσινού νερού σε παράκτιες περιοχές του ωκεανού ή της ερήμου όπου οι τυπικές καλλιέργειες τροφίμων δεν μπορούν να επιβιώσουν. Τα αλόφυτα, συμπεριλαμβανομένου του Salicornia bigelovii, που είναι ένα είδος νάνου αλμυρόχορτου, είναι παραδείγματα φυτών που παράγουν αποδόσεις βιοκαυσίμων συγκρίσιμες με αυτές που μπορούν να παραχθούν από σπόρους σόγιας και άλλους σπόρους με βάση τους ελαιούχους σπόρους.