1953年，英国物理学家克里克和美国生物化学家沃森合作，发现了DNA（脱氧核糖核酸）的化学物质结构。它就是携带各种生物遗传密码的基因。人类从此学会了阅读基因信息，发展到能够剪接基因，从而达到控制生物性状的目的。基因工程为农业、畜牧业选择更好的动植物品种提供了快捷和便利，为医学治愈那些不治之症提供了可能，这就是“生物技术”。
所谓生物技术是指用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术。近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。
一、生物制药技术
在2001年，科学家们完成了人类基因的测序。这是一项伟大的科学工程，目的在于探索人类基因的奥秘。在测序的过程中，发现一些新的治疗药物，有效地治疗相关疾病。这对生物技术产业发展影响将是难以估量的。
诺华公司依据癌细胞活动机理而设计开发了一种新药Gleevec。这是一种治疗慢性白血病的良药。传统的抗癌药物不仅能杀灭癌细胞，也能损伤正常细胞。对病人产生很大的副作用。新药Gleevec能识别基因发生变异的癌细胞并且有效地杀灭它。临床试验表明，新药Gleevec具有广谱的抗癌作用，对血液癌症尤其有效。
用生物技术治疗癌症的另一种药物是单克隆抗体。单克隆抗体的作用类似人体自身免疫系统，但大多数情况下，人体自身免疫系统不会将癌细胞作为有害细胞而进行阻止，而单克隆抗体的作用是瞄准癌细胞，将癌细胞消灭或启动体内免疫系统对癌细胞进行攻击。单克隆抗体也可成为一种“聪明炸弹”，携带放射性或化学介质，选择癌细胞进行攻击。
上世纪80年代以来，单克隆抗体对癌症魔术般的医疗效果引起了医疗界的广泛重视，很多制药厂积极投入研究和开发单克隆抗体。到2000年的时候，FDA已经批准了9个单克隆抗体药物上市，还有60多个单克隆抗体产品正在进行临床试验。
生物制药的原料主要来源都是运用生物技术人工制得的。如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小，营养价值高。生物药物主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等，对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。
目前，全世界的医药品已有一半是生物合成的，特别是合成分子结构复杂的药物时，它不仅比化学合成法简便，而且有更高的经济效益。
我们吃的维生素、红霉素、洁霉素等，注射用的青霉素、链霉素、庆大霉素等就是用不同微生物发酵制得的。医药上已应用的抗生素绝大多数来自微生物，每个产品都有严格的生产标准。预测生物制药的研究进展，它将广泛用于治疗癌症、艾滋病、冠心病、贫血、发育不良、糖尿病等多种疾病。
二、农业生物技术
生物学家在了解遗传密码是RNA转录表达以后，认为可以从分子的水平去干预生物的遗传。1973年，美国斯坦福大学的科恩教授，把两种质粒（即附加到细胞中的非细胞的染色体或核区DNA原有的能够自主复制的较小的DNA分子）上不同的抗药基因"裁剪"下来，"拼接"在同一个质粒中。当这种杂合质粒进入大肠杆菌后，这种大肠杆菌就能抵抗两种药物，且其后代都具有双重抗菌性，科恩的重组实验拉开了基因工程的大幕。
DNA重组技术是基因工程的核心技术。即利用供体生物的遗传物质，或人工合成的基因，经过体外切割后与适当的载体连接起来，形成重组DNA分子，然后将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。
有了对植物、动物的基因和蛋白质的认识，科学家就可以设法改变农业生产中的动植物性状，使得这些动植物更加适应农业生产的环境，更加满足人们的需求。专家们认为，要解决因人口增长而产生的世界食品短缺的矛盾，农业生产必须采用生物技术。
通过利用动植物中的特定基因，可以实现用更少的土地种植更多的作物，同时减少农药的使用。利用生物技术，可以在恶劣的气候环境下生产作物。利用生物技术，还可以改善食品的营养和口感等。
生物技术用于育种是一种快捷、有效的育种方法。通过引入特定的基因，以改变动植物的品质。例如，科学家在西红柿中植入抗成熟的基因，可以延长西红柿的货架期。在植物中引入对人体无害的抗虫基因，可以防止病虫害，减少农药的使用，在水稻中介入产生维生素A的基因，可以提高稻米的营养价值。
生物技术在农业中的另一个可能的应用是生产食用疫苗，利用水果、蔬菜生产抗肝炎、霍乱等传染病的疫苗。克隆技术用于动物，可以保留高品质动物的高产性能。
市场上的农业生物技术产品主要是转基因的大豆、玉米、油菜、棉花等。转基因植物以其优异的品质很快被农户接受。
三、环境生物技术
实际上，每个不同时代的人，都对环境造成了不同程度的污染。在农业文明时代，农村的人们不需要像现在城市的人对环境那样地在意。他们可以随地吐痰，乱扔垃圾，甚至随地大小便。他们在周边的河流里洗菜、淘米、洗衣、游泳、饮水，捕鱼船上的人们吃喝拉撒都在这些河流里。但是他们的生活对环境没有构成任何的威胁。这是为什么呢？最重要的原因是因为大自然具有自洁功能。大自然的自洁功能除了太阳紫外线的杀毒分解作用外，还来自微生物对人们的废弃物分解作用。
根据这个启示，人们利用生物技术模仿大自然的自洁功能整治环境污染。一方面，我们可以用微生物技术来净化也被污染的环境，另一方面，我们又可以用生物酶来代替工业生产过程中各种化学催化剂的使用，减少化学物质对环境的污染。这方面有以下的例子：
1、城市污水处理，就是采用生物净化技术。污水中的有毒物质包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质。
2、利用生物技术对污染土壤进行生物修复。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒。通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，改善土壤的生态结构。
3、利用生物技术消除白色污染。废弃塑料和农用地膜经久不化解，是形成环境污染的重要成分。一种办法是利用生物工程技术分离筛选能够降解塑料的优势微生物、培育高效降解菌，运用它们去降解白色污染。另一种办法是，分离克隆微生物的降解基因，并将该基因导入某一土壤微生物中（如农田中的根瘤菌），使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。
4、消除化学农药的污染。利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。这种降解途径彻底，一般不会带来副作用。为了避免负面效应，就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造，改变其生化反应途径，以希望获得最佳的降解、除毒效果。
另一方面，今后不用或者尽量少用化学农药，推广和使用生物农药。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称，它们多是生物体的代谢产物，主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。
生物酶是微生物分泌的一种特殊的蛋白质，在常温常压下，它具有高效的催化作用，它们正在取代工业催化剂而用于化学品的制造。例如，酶制剂能取代洗涤剂中的磷和皮革鞣制过程中的硫化物。在造纸过程中，酶制剂可以减少氯化物在纸浆漂白过程中的用量。微生物在工业生产过程中的应用，使工业生产变得清洁、高效，具有可持续性。
例如，用酶的生物催化剂作用，可以将玉米秸秆一类的农业废弃物酿造出酒精来，这种酒精可以作为能源使用。还可以转化为可降解的塑料，用于食品包装，既安全无毒，又容易降解，保障了食品安全，保护了环境防止白色污染。
基因学和蛋白质学在工业生物技术中的应用，不仅仅在于认识微生物酶的特性，而且可以通过目标的变异，使微生物产生各种用途的新型酶制剂。
生物技术在工业中的应用将有效地保护人类的生态环境。
四、生物技术的其它应用
目前生物技术除主要在人类健康、农业、工业与环境中应用外，在其它领域也有广泛的应用。
生物制药还运用与畜牧医用产品的制造。用生物制药制造的疫苗和治疗药，来防止动物传染病和常见病。这样在家禽、家畜的体内就没有化学残留，防止化学毒素通过食物链进入人体，
生物技术也应用于珍稀野生动物的保护，通过DNA识别来鉴别动物的种类，跟踪其活动地域等。
生物技术应用于太空发展，可以为宇航员构建长期太空探险所需的生命支持环境。另外，生物技术也用于人类考古和犯罪调查，通过DNA分析可以研究人类种群的进化史。DNA技术应用于犯罪案件调查可以帮助执法人员确认罪犯。
生物技术也运用于军事上生物武器的防卫战略。
9•11事件后，美国迅速开发了针对炭疽和天花的疫苗；研制新型抗菌素和抗病毒处理剂；研究利用单克隆抗体清除血液中的毒素。还有用于修复被有意污染的环境、快速大气监测仪、传染物诊断试剂等专用酶制剂。大约有24家美国生物技术公司正参与其它疫苗和药品研究与开发，美国政府拟支付6.4亿美元用于存积有关的疾病疫苗，以防止各种可能的生物恐怖事件。