生物工程专业可以分为如下几个研究方向：细胞工程，酶工程，基因工程，发酵工程，生物反应器工程。
细胞工程是生物工程的重要内容，它是以细胞生物学和分子生物学为理论基础，将人类预先设计好的改造方法，在细胞水平上进行细胞改造和大规模细胞培养，获得人类需要的生物产品。其中涉及细胞融合，细胞培养等技术。
又称DNA重组技术，以分子生物学和生物遗传学为基础，利用现代基因生物学技术，将不同来源的基因序列整合到一个生物体遗传物质中，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
又称蛋白质工程，是指利用酶能加快化学反应速率的催化特性，创造适应的反应条件，在反应器中催化生物反应，使之生产出人类需要的生物产品。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面。
利用微生物的生物学特性（如酵母菌发酵制啤酒、面包;乳酸菌发酵制奶酪、酸奶;真菌大规模生产青霉素），为人类生产有用的生物学产品，或者将微生物作为工业生产的参与者，调控者。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
生物反应器是生物工程中的一种重要设备，不同的生物反应需要不同的生物反应器，一个好的生物反应器对工业生产有巨大的帮助，生物反应器工程旨在研究各种生物反应的特性及各种生物反应器的特性，建立二者之间的关系，如其结构和操作方式、操作条件对细胞形态、生长、产物形成的关系。它与生物反应工程结合，共同解决各种生物反应的最佳生物反应器、最佳操作条件的选择问题。
杨胜利
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生物技术专家，中国工程院院士，中国科学院上海生命科学研究院研究员、博士生导师，中国科学院合成生物学重点实验室学术委员会主任 。杨胜利长期从事于基因工程在酶、发酵和制药工业中的应用研究和开发。
任职院校 :贵州大学Guizhou University
李校堃
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微生物与生物技术药学专家，中国工程院院士、教授、博士生导师，温州医科大学党委副书记、校长、药学学科带头人，基因工程药物国家工程研究中心首席专家，中国残疾人联合会第八届主席团副主席（兼），温州医科大学中西医结合医院名誉院长。
管华诗
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中国工程院院士，中国海洋大学校务委员会名誉主席、学术委员会主任，教授、博士生导师，国家海洋药物工程技术研究中心主任，青岛海洋生物医药研究院院长。
任职院校 :中国海洋大学Ocean University of China
王晓东
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任职院校：浙江大学医学院。博士，浙江大学神经科学研究所研究员、博士生导师。2011年4月博士毕业于德国马克斯•普朗克精神病学研究所/慕尼黑大学生物学专业；2011年5月至2012年11月于德国马克斯•普朗克精神病学研究所继续从事博士后研究；2013年1月至2013年10月于北京大学第六医院开展研究工作，任助理研究员、副研究员；2013年11月加盟浙江大学医学院。
任职院校 :浙江大学Zhejiang University
施一公
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清华大学生物系任教。1967年5月5日出生于河南省郑州市，1989年毕业于清华大学，1995年在美国约翰霍普金斯大学获博士学位。中国科学院院士、结构生物学家、清华大学教授。现任中国科学技术协会第九届全国委员会副主席，清华大学副校长。[2] 主要从事细胞凋亡及膜蛋白两个领域的研究。在Smad对TGF-的调控机理、磷酸酶PP2A的结构生物学方面做出过有国际影响的工作。曾获国际赛克勒生物物理学奖、香港求是科技基金会杰出科学家奖、谈家桢生命科学终身成就奖、瑞典皇家科学院颁发的2014年度爱明诺夫奖等奖项。美国艺术与科学院院士、美国国家科学院外籍院士、欧洲分子生物学组织外籍成员。
任职院校 :清华大学Tsinghua University
李明定
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美国明尼苏达大学任教，博士，现任浙大“千人计划”国家特聘教授，博导。主要工作经历及职务包括美国明尼苏达大学助理教授；美国田纳西大学助理教授、副教授和终身教授；美国德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学研究中心副教授及终身教授，药物成瘾基因组学和生物信息学部主任
任职院校 :浙江大学Zhejiang University
生物反应工程 是一门以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科，它以生物反应动力学为基础，将传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学工程学方法与生物反应过程的反应特性方面的知识相结合，进行生物反应过程分析与开发，以及生物反应器的设计、操作和控制等。生物反应工程主要研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题。本课程为生物工程专业本科生的专业必修课。
微生物遗传育种即菌种改良，是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法，使我们获得所需要的高产、优质和低耗的菌种，其目的是改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。微生物遗传育种是生物技术专业一门应用性很强的限选课。以微生物的遗传变异为基础，讲述微生物菌种的选育和菌种的优化。
细胞工程指以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术。细胞工程是现代生物工程与生物技术的重要组成部分，在医药、农业、食品、能源、环境等领域有着广泛应用。
酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。该课程程是生物工程专业的一门重要课程，其作用是为该专业在专业课方面提供必要的酶工程的基本理论知识和实际运用酶技术的能力。
该课程是生物工程专业必修的专业主干课程，它是生物工程中最重要的课程之一，它以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。基因工程就是在生物体外，通过对DNA分子进行人工剪切和拼接，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物或定向的创造生物的新性状，使之稳定地遗传给子代。
《分子细胞生物学》是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学，是生命科学的带头学科，已渗透到包括医学在内的生命科学的各个领域，带动了各基础学科的全面发展。通过课程的学习，应掌握核酸的基本结构、功能、遗传信息的传递、基因表达与调控的一般规律、基因与发育等；了解分子生物学研究方法、核酸与人类健康、基因组与基因组计划；了解分子生物学发展方向与最新进展及热点问题，为将来从事生命科学的基因工程相关研究工作打下坚实的基础。分子生物学的主要先修课为生物化学、细胞生物学、遗传学等课程，并为后续的基因工程等课程的学习打下良好基础。
分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。它是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础科学。
分子生物学是当代生物学研究的主题之一，是发展最迅速，最具活力和生气的领域，特别是近年来随着分子生物学研究技术的发展，分子生物学的研究更是得到了迅猛发展。而且，它与遗传学、生物化学等其它学科互相渗透，互相推动。掌握分子生物学的基本原理和技术对于学习遗传学、生物化学、细胞生物学、神经生物学、发育生物学等其它学科是非常重要的。
该课程主要讲解遗传信息的分子传递及表达，分别对染色体结构、DNA的复制形式与特点、DNA的转座、遗传密码的破译、蛋白质的合成和运转、基因表达调控的原理、癌症与癌基因活化、免疫缺损病毒（HIV）的分子机制等现代分子生物学基本问题作了全面系统的介绍。
微生物学是一门研究细菌、真菌和病毒等各类微生物的基础课程，主要介绍微生物的形态结构、繁殖方式、营养、代谢、生长特点、遗传变异，以及传染与免疫及其在工农业生产中的实际应用。
生物化学是研究生命过程中化学现象和机理的基础课程。主要内容包括氨基酸及其基本性质、蛋白质的结构与功能；核酸分子的结构与功能；糖和脂类的结构和功能；酶的分类、酶反应速度动力学和酶的催化机制；维生素和辅酶以及激素的功能；物质的跨膜运输、糖酵解、柠檬酸循环、三羧酸循环、电子转移与氧化磷酸化、糖原代谢、脂肪酸代谢、氨基酸代谢途径等。
生物分离工程是研究生化工业中生物制品分离和纯化的工程技术学科，课程主要讲授传质与生化分离工程的原理和应用，以及生化分离过程中一些主要的分离单元操作和分离工程领域的研究进展及其动态
技能与实验
生化试验，分子生物学实验，动物实验，微生物实验
