I sistemi biologici possono essere costituiti da organismi interi, singole cellule o loro componenti molecolari. In questa definizione sono comprese tecnologie produttive antichissime (biotecnologie tradizionali) quali l'agricoltura, la zootecnica e lo sfruttamento delle attività fermentative dei microrganismi.

Le biotecnologie avanzate invece si impegnano nel modificare organismi esistenti per ottenerne di nuovi capaci di impieghi che offrano un qualche vantaggio.

Gli impieghi della biotecnologia spaziano dalla produzione di farmaci, al miglioramento di varietà vegetali, all'impiego di batteri modificati con compiti di disinquinamento.

I primi vantaggi per l'uomo derivanti dalle Biotecnologie sono stati nuovi e più sicuri vaccini, farmaci contro disfunzioni metaboliche a base genetica prima incurabili, trattamenti contro varie forme di epatite, farmaci antitumorali più efficaci e meno dannosi per l'organismo, regolatori delle difese immunitarie in caso di loro abbassamento o funzionamento eccessivo, trattamenti che hanno migliorato sostanzialemnte le aspettative di vita dei malati di AIDS.

Da non dimenticare inoltre, grazie soprattutto alla mappatura del genoma umano, i nuovi test diagnostici e le versioni rapide di test che prima richiedevano giorni di analisi in laboratorio, sia per lo screeneing di malattie in soggetti umani che sulle sacche di sangue da trasfusione.

Prima dell'avvento della biotecnologia nel settore farmaceutico gli scienziati identificavano molecole di sintesi chimica con un potenziale effetto curativo impiegando numerosi anni prima di ottenere una molecola potenzialmente efficace da avviare alla sperimentazione.

Con l'avvento delle moderne biotecnologie i ricercatori si avvalgono della comprensione dei meccanismi biologici che governano le varie malattie e delle banche dati genetiche per individuare molto più rapidamente molecole efficaci per la cura: ciò porta ad un incremento nella produzione di nuovi e più efficaci farmaci.

I nuovi farmaci sono inoltre più precisi e più mirati perchè basati su una maggiore conoscenza dell'organismo. Ad essi si affiancano poi le potenzialità della terapia genica.

L'ingegneria genetica sta rivoluzionando tutto il campo dell'agricoltura attraverso la creazione di una gamma sempre più estesa di nuove varietà vegetali. In passato venivano utilizzate procedure tradizionali, basate su incroci tra individui dei due sessi per migliorare le caratteristiche agronomiche delle piante alimentari, ma oggi sono sempre più spesso affiancate da nuove tecniche come la fusione dei protoplasti, la micropropagazione, l'embriogenesi somatica e il metodo dell'agrobacterium.

Grazie a questi metodi, è ora possibile introdurre caratteri nuovi e vantaggiosi praticamente in qualunque specie vegetale "abbattendo" i limiti imposti dalle barriere fra specie e i limiti legati alla mancanza di precisione che caratterizza le tecniche di incrocio tradizionali.

Con l'introduzione nelle cellule vegetali di caratteri controllati da geni singoli si può ottenere un miglioramento della resistenza a specifici erbicidi, un miglioramento della resistenza agli insetti nocivi e alle malattie causate da agenti microbici o un miglioramento delle caratteristiche post-raccolto.

L'ingegneria genetica nel campo dell'agricoltura ha quindi come scopo il trasferimento di geni tra specie vegetali non incrociabili, al fine di creare piante resistenti a condizioni ambientali sfavorevoli (OGM).

Sullo sviluppo di questo settore influiscono la qualità dei mangimi, la disponibilità e la richiesta di ormoni della crescita, pesticidi, antibiotici e vaccini, e l'applicazione di pratiche zootecniche avanzate. Grazie alle biotecnologie sono oggi destinati ad avere un peso sempre maggiore fattori come le tecniche di selezione, la biologia molecolare, la manipolazione degli embrioni e il trasferimento di geni.

APPLICAZIONE NEL SETTORE AMBIENTALE
Un'altra area delle biotecnologie in rapido sviluppo è quella che utilizza i microrganismi per degradare le sostanze inquinanti presenti nell'ambiente e nel suolo. Nei terreni contaminati spesso sono presenti microrganismi in grado di attaccare sostanze chimiche che risultano tossiche per gran parte degli altri organismi viventi.

L'introduzione di microrganismi degradatori scelti appositamente permette la detossificazione dell'ambiente contaminato