Bioreaktori on säiliö, jota käytetään pitämään organismeja niiden luonnollisten biokemiallisten prosessien hyödyntämiseksi. Yksinkertainen ja tunnettu esimerkki bioreaktorista on oluen käymissäiliö, jossa tiettyjä mikro -organismeja kannustetaan kukoistamaan, jolloin säiliön sisältö fermentoituu ja luo käyttökelpoisen lopputuotteen. Bioreaktoreita on useita, ja niitä käytetään eri tarkoituksiin kiinteän jätteen käsittelystä lääkkeiden valmistukseen.
Eräbioreaktorissa kaikki lisätään kerralla kontrolloituun ja suljettuun ympäristöön, ja biokemiallisten reaktioiden annetaan kulkea ennen reaktorin avaamista, jotta sisältö voidaan uuttaa ja hyödyntää, hävittää tai jatkaa prosesseja. Toiset käyttävät jatkuvavirtausmenetelmää, jossa materiaalit virtaavat jatkuvasti bioreaktorin läpi. Esimerkiksi jätteenkäsittelylaitokset käyttävät jatkuvaa virtausta kiinteän jätteen käsittelyyn.
Bioreaktorin rakentamisen aikana on täytettävä tietyt kriteerit. Jotta laite olisi tehokas, olosuhteita on valvottava tiukasti, mikä tarkoittaa, että on oltava keinoja valvoa lämpötilaa, valotasoa, kosteutta, happea ja muita ympäristön osia. On myös tärkeää eristää sisältö epäpuhtauksista, jotta bioreaktori toimii kunnolla ja ettei haittavaikutuksia esiinny. Esimerkiksi oluessa väärien mikro -organismien leviäminen voi saada oluen hapantua.
Orgaanisen jätteen, kuten kompostin tai kiinteän jätteen, muuntaminen on yleinen sovellus bioreaktoreille. Oikein rakennettu reaktori voi nopeuttaa suuresti hajoamisprosessia, mikä parantaa kokonaistehokkuutta. Bioreaktoreita käytetään myös kasvun edistämiseen, esimerkiksi kudosviljelmien tuotannossa tai tiettyjen lääkkeissä käytettävien sienien viljelyssä. Joissakin tapauksissa voi olla tarpeen kehittää mukautettu laite vastaamaan tietyn sovelluksen erityistarpeita, jolloin tyypillisesti vaaditaan biokemistin taitoja.
Tutkijat kehittävät jatkuvasti uusia käyttötarkoituksia bioreaktoritekniikalle. Näitä laitteita voitaisiin esimerkiksi käyttää energian tuottamiseen tai kudos- ja luusiirrosten kasvattamiseen. Kemiantuotanto voi riippua voimakkaasti bioreaktorista valmistettavista yhdisteistä riippuen, samoin kuin kompostoinnin ja pihajätteen laajamittainen käsittely kunnille. Bioreaktoreilla on myös tehty monia kokeita haastavissa ympäristöissä, kuten avaruudessa, jotta saataisiin lisätietoja biokemiallisista prosesseista ja tuotettaisiin hyödyllistä tieteellistä tietoa.