Bioteknologiaa on käytetty elintarvikkeiden ja lääkkeiden käsittelyyn tuhansia vuosia. Hiiva oli usein osa leivänvalmistusta sekä sokerin käymistä alkoholiksi. Bioprosessitekniikassa työskentelevät tutkijat yhdistävät tyypillisesti tekniikkaa ja orgaanisia materiaaleja lääke-, elintarvike- ja maatalousteollisuudessa. Biologiaa voidaan soveltaa moniin teollisiin prosesseihin, kuten muovien valmistukseen, polttoaineen tuotantoon ja jätteiden käsittelyyn. Geenitekniikka ja nanoteknologia yhdistetään usein myös bioprosessitekniikkaan.
Bakteereja, entsyymejä, proteiineja ja erilaisia muita biologisia materiaaleja voidaan käsitellä tuotantolaitoksissa. Laitteita, kuten säiliöitä, pumppuja, juoksupyöriä ja venttiilejä, käytetään tyypillisesti bioprosessitekniikassa työskennelläkseen näiden aineiden kanssa. Bakteerien kaltaisia organismeja voidaan suunnitella tuottamaan insuliinia diabetesta sairastaville, kun taas sokereita voidaan syntetisoida valmistamalla esimerkiksi maissisiirappia tai virvoitusjuomia.
Bioprosessitekniikan ponnistelut ovat mahdollistaneet myös biohajoavien muovien kehittämisen, jotka voidaan valmistaa myös uusiutuvista aineista. Entsyymejä, joita esiintyy luonnossa ihmisissä ja muissa organismeissa, voidaan lisätä teollisiin prosesseihin ja antaa niiden tapahtua ilman merkittävää lämmitystä tai jäähdytystä. Öljyt ja rasvat voidaan käsitellä teollisessa ympäristössä, kun taas tutkijat voivat kehittää reaktioita orgaanisten materiaalien kanssa. Biologinen jätteenkäsittely auttaa joskus veden puhdistamisessa, kaasun poistamisessa ja hajujen poistamisessa.
Maatalous on toinen alue, jolla bioprosessitekniikalla on ollut vaikutusta. Joskus yhdistetään genetiikkaan viljelykasvien tuottamiseksi proteiineilla, jotka auttavat torjumaan tuholaisia. Voidaan tuottaa myös kasveja, jotka syntetisoivat ihmislääketieteeseen sopivia proteiineja. Biotekniikkaan on kuulunut myös ihmisen genomin kartoitus sen lisäksi, että on kehitetty tietokannat deoksiribonukleiinihapon (DNA) proteiinisekvensseistä.
Geeniterapian ja rokotteen tuotannon lisäksi nanoteknologia tai orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden manipulointi molekyylitasolla yhdistetään usein bioprosessitekniikkaan. Tällainen tutkimus voi auttaa hyödyntämään solujen toimintaa, integroimalla nämä molekyylit kykyyn tuottaa esimerkiksi sähköä tai tallentaa dataa. Tutkijat pyrkivät ymmärtämään, miten solujen toimintaa voidaan muuttaa tehokkaiden tehtävien suorittamiseksi.
Bioprosessisuunnittelua suoritetaan monissa laboratorioissa, ja eri yliopistot tarjoavat aihetta opintoalueena. Tutkinto voidaan ansaita alan sisällä, ja työpaikkoja eri aloilla on usein tarjolla. Kemiaa, prosessitekniikkaa, mikrobiologiaa ja muita aineita opiskellaan yleensä bioprosessitekniikan laboratoriossa työskentelemiseen tarvittavan tiedon hankkimiseksi.