Bioteknologiateollisuus käyttää biotieteiden organismeja, kemikaaleja tai prosesseja kaupallisiin tarkoituksiin. Joissakin tapauksissa tämä tarkoittaa lopputuotteen kehittämistä näistä biologisista lähteistä; toisissa se tarkoittaa biologisten komponenttien käyttöä sellaisten prosessien parantamiseen, jotka kehittävät muita kuin biologisia tuotteita. Vielä muissa tapauksissa biotekniikka -alan yritykset käyttävät biologisia komponentteja kehittääkseen uusia prosesseja, ei tuotteita. Biotekniikalla on monia erilaisia sovelluksia, mutta merkittävimmät ovat lääketieteen, elintarvikkeiden ja polttoaineen aloilla.
Yksi bioteknologiateollisuuden kannattavimmista ja näkyvimmistä painopistealueista on ihmisten terveys ja lääketiede. Yksi yhteinen tavoite lääketieteessä on kehittää “henkilökohtaista lääketiedettä” räätälöimällä hoidot erityisesti potilaille, ei vain heidän sairauksilleen. Tähän kuuluu teknologioiden kehittäminen, jotta voidaan oppia tuntemaan yksilön geneettinen rakenne ja kehittää vivahteikkaampia diagnostisia menetelmiä. Laajemmassa mittakaavassa jotkut biotekniikka -alan yritykset pyrkivät vähentämään tai estämään taudin leviämistä kehittämällä tehokkaita rokotteita tai etsimällä menetelmiä taudin leviäjien torjumiseksi. Monet lääkeyhtiöt perustuvat myös biotekniikkaan ja pyrkivät käyttämään biologisia komponentteja ja prosesseja lääkekehityksessään ja -tuotannossaan.
Biotekniikka-alalla on myös tärkeä rooli maailman nälän torjunnassa ja keinotekoisesti terveellisten, geneettisesti muunnettujen elintarvikkeiden kehittämisessä. Biotekniikan menetelmiä voidaan käyttää esimerkiksi sellaisten kasvien kehittämiseen, jotka ovat vähemmän alttiita hyönteisten aiheuttamille vaurioille tai jotka voivat selviytyä suhteellisen epäystävällisissä ympäristöissä. Yksi tällä alalla toimivien yritysten yhteinen tavoite biotekniikka -alalla on vähentää jyrkästi torjunta -aineiden ja muiden viljelykasvien kemiallisten käsittelyjen tarvetta. Bioteknologit voivat myös suunnitella viljelykasveja sisältämään enemmän vitamiineja ja muita ravintoaineita. Tämä on tärkeää alueilla, joilla luonnostaan puuttuu tärkeitä ravintoaineita sisältäviä elintarvikkeita.
Polttoaine on toinen tuottoisa ja tärkeä painopistealue bioteknologiateollisuudessa, koska polttoainetta kulutetaan laajasti kaikkialla maailmassa. Tämä keskittyminen polttoaineeseen on usein suunnattu vähentämään maailman riippuvuutta fossiilisista polttoaineista, koska tällaisia polttoaineita on vain vähän ja ne lisäävät merkittävästi maailman saastumista. Bioteknologit työskentelevät esimerkiksi kehittääkseen puhtaasti palavia “biopolttoaineita” runsaista biologisista lähteistä. Jotkut pyrkivät myös kehittämään polttoaineita erilaisista kemiallisista jätetuotteista vastatakseen samanaikaisesti polttoaineen valtavaan kysyntään ja jätteenkäsittelyongelmaan.