Biotehnoloģija ir izmantota pārtikas un zāļu pārstrādei tūkstošiem gadu. Raugs bieži bija daļa no maizes gatavošanas, kā arī cukura fermentācijas līdz alkoholam. Zinātnieki, kas strādā bioprocesu inženierijā, parasti apvieno tehnoloģijas un organiskos materiālus farmācijas, pārtikas pārstrādes un lauksaimniecības nozarēs. Bioloģiju var izmantot daudzos rūpnieciskos procesos, piemēram, plastmasas ražošanā, degvielas ražošanā un atkritumu apstrādē. Gēnu inženierija, kā arī nanotehnoloģija bieži tiek integrēta arī ar bioprocesu inženieriju.
Ražotnēs var apstrādāt baktērijas, fermentus, olbaltumvielas un dažādus citus bioloģiskos materiālus. Iekārtas, piemēram, tvertnes, sūkņi, lāpstiņriteņi un vārsti, parasti izmanto bioprocesu inženierijā, lai strādātu ar šīm vielām. Organismus, piemēram, baktērijas, var konstruēt tā, lai tie ražotu insulīnu cilvēkiem ar cukura diabētu, savukārt cukurus var sintezēt, piemēram, ražojot kukurūzas sīrupu vai bezalkoholiskos dzērienus.
Bioprocesu inženierijas centieni ir arī ļāvuši izstrādāt bioloģiski noārdāmu plastmasu, ko var izgatavot arī no atjaunojamām vielām. Fermentus, kas dabiski sastopami cilvēkos un citos organismos, var pievienot rūpnieciskajiem procesiem un ļaut tiem notikt bez ievērojamas karsēšanas vai dzesēšanas. Eļļas un taukus var apstrādāt rūpnieciskā vidē, savukārt pētnieki var attīstīt reakcijas ar organiskiem materiāliem. Bioloģiskā atkritumu apstrāde dažkārt palīdz ūdens attīrīšanā, gāzu izvadīšanā un smaku novēršanā.
Lauksaimniecība ir vēl viena joma, kuru ietekmējusi bioprocesu inženierija. Dažreiz to apvieno ar ģenētiku, lai ražotu kultūras ar olbaltumvielām, kas palīdz cīnīties pret kaitēkļiem. Var ražot arī augus, kas sintezē cilvēku medicīnai piemērotus proteīnus. Biotehnoloģijas ir iekļāvušas arī cilvēka genoma kartēšanu papildus dezoksiribonukleīnskābes (DNS) proteīnu secību datoru datu bāzu izstrādei.
Papildus gēnu terapijai un vakcīnu ražošanai nanotehnoloģijas vai manipulācijas ar organiskiem un neorganiskiem savienojumiem molekulārā mērogā bieži tiek integrētas ar bioprocesu inženieriju. Šādi pētījumi var palīdzēt izmantot šūnu darbību, integrējot šīs molekulas, piemēram, ar spēju ražot elektroenerģiju vai uzglabāt datus. Pētnieki strādā, lai saprastu, kā mainīt šūnu funkciju, lai veiktu efektīvus uzdevumus.
Bioprocesu inženierija tiek veikta daudzās laboratorijās, un dažādas universitātes piedāvā šo priekšmetu kā studiju jomu. Grādu var iegūt nozares ietvaros, un bieži vien ir pieejami darbi dažādās disciplīnās. Ķīmiju, procesu inženieriju, mikrobioloģiju un citus priekšmetus parasti apgūst, lai iegūtu zināšanas, kas nepieciešamas darbam bioprocesu inženierijas laboratorijā.