Η βιομηχανία της βιοτεχνολογίας βασίζεται στη χρήση οργανισμών, χημικών ουσιών ή διεργασιών από τις βιοεπιστήμες για εμπορικούς σκοπούς. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό σημαίνει ανάπτυξη ενός τελικού προϊόντος από αυτές τις βιολογικές πηγές. Σε άλλα, σημαίνει χρήση βιολογικών συστατικών για τη βελτίωση των διαδικασιών που αναπτύσσουν μη βιολογικά προϊόντα. Σε άλλες περιπτώσεις, οι εταιρείες του κλάδου της βιοτεχνολογίας χρησιμοποιούν βιολογικά συστατικά για να αναπτύξουν νέες διαδικασίες και όχι προϊόντα. Η βιοτεχνολογία έχει πολλές διαφορετικές εφαρμογές, αλλά οι πιο σημαντικές είναι στους τομείς της ιατρικής, των τροφίμων και των καυσίμων.
Ένας από τους πιο κερδοφόρους και εξέχοντες τομείς εστίασης για τη βιομηχανία της βιοτεχνολογίας είναι η ανθρώπινη υγεία και η ιατρική. Ένας κοινός στόχος στην ιατρική είναι η ανάπτυξη «εξατομικευμένης ιατρικής» προσαρμόζοντας τις θεραπείες ειδικά για τους ασθενείς, όχι μόνο για τις ασθένειές τους. Αυτό περιλαμβάνει την ανάπτυξη τεχνολογιών για την εκμάθηση της γενετικής σύνθεσης ενός ατόμου και την ανάπτυξη πιο σύνθετων διαγνωστικών μεθόδων. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, ορισμένες εταιρείες στον κλάδο της βιοτεχνολογίας εργάζονται για να μειώσουν ή να αποτρέψουν την εξάπλωση της νόσου αναπτύσσοντας αποτελεσματικά εμβόλια ή βρίσκοντας μεθόδους εξουδετέρωσης των παραγόντων που μεταδίδουν τη νόσο. Πολλές φαρμακευτικές εταιρείες βασίζονται επίσης στη βιοτεχνολογία και επιδιώκουν να χρησιμοποιήσουν βιολογικά συστατικά και διαδικασίες στην ανάπτυξη και παραγωγή φαρμάκων τους.
Η βιομηχανία βιοτεχνολογίας διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην καταπολέμηση της πείνας στον κόσμο και στην ανάπτυξη τεχνητά υγιεινών, γενετικά τροποποιημένων τροφίμων. Μέθοδοι στη βιοτεχνολογία μπορούν να χρησιμοποιηθούν, για παράδειγμα, για την ανάπτυξη καλλιεργειών που είναι λιγότερο επιρρεπείς σε ζημιές από έντομα ή που μπορούν να επιβιώσουν σε σχετικά αφιλόξενα περιβάλλοντα. Ένας κοινός στόχος για τις εταιρείες που εργάζονται σε αυτόν τον τομέα της βιομηχανίας βιοτεχνολογίας είναι να μειώσουν δραστικά την ανάγκη για φυτοφάρμακα και άλλες χημικές επεξεργασίες για τις καλλιέργειες. Οι βιοτεχνολόγοι μπορούν επίσης να κατασκευάσουν τις καλλιέργειες ώστε να περιέχουν περισσότερες βιταμίνες και άλλα θρεπτικά συστατικά. Αυτό είναι σημαντικό σε περιοχές όπου φυσικά λείπουν τρόφιμα που περιέχουν ζωτικά θρεπτικά συστατικά.
Τα καύσιμα είναι ένας άλλος επικερδής και σημαντικός τομέας εστίασης στη βιομηχανία της βιοτεχνολογίας, καθώς τα καύσιμα καταναλώνονται σε τεράστια κλίμακα σε όλο τον κόσμο. Αυτή η εστίαση στα καύσιμα συχνά στοχεύει στη μείωση της παγκόσμιας εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα, καθώς υπάρχει περιορισμένη προσφορά τέτοιων καυσίμων και συμβάλλουν ουσιαστικά στην παγκόσμια ρύπανση. Οι βιοτεχνολόγοι εργάζονται, για παράδειγμα, για την ανάπτυξη «βιοκαυσίμων» καθαρής καύσης από άφθονες βιολογικές πηγές. Ορισμένοι εργάζονται επίσης για την ανάπτυξη καυσίμων από διάφορα χημικά απόβλητα, προκειμένου να αντιμετωπίσουν τη μαζική ζήτηση για καύσιμα και το πρόβλημα της διάθεσης απορριμμάτων ταυτόχρονα.