现代生物技术即生物工程，是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础，包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等四大体系组成的现代高新技术。自20世纪70年代初，以DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志的现代生物技术诞生以来，迄今已走过了近30年的发展历程。由于现代生物技术对解决人类面临的重大问题如：粮食、健康、环境和能源等将开辟广阔的前景，因此越来越为各国政府和企业界所关注，与信息、新材料和新能源技术并列成为影响国计民生的四大科学技术支柱，是21世纪高新技术产业的先导。
从1971年Cetus公司成立至今，医药生物技术已创造出了30多个重要的治疗药物，在治疗癌症、多发性硬化症、贫血、发育不良、糖尿病、肝炎、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传性疾病中取得了良好效果。随着高科技成果不断转化为生产力，基因工程药物、单克隆诊断试剂、转基因动物、器官移植、基因治疗，更在治疗疾病和维护人类健康等问题上发挥着巨大作用。
目前已经上市的生物工程药品，一般分为三大类：重组蛋白质药品、重组疫苗、诊断或治疗用的单克隆抗体。其中重要的生物工程药物有：干扰素（用于广谱抗病毒）、白细胞介素一2（用于免疫调节，治疗恶性肿瘤）、人生长激素（用于治疗生长不良、肾功能不全）、人胰岛素（用于治疗糖尿病）、凝血因子9（用于治疗血友病）、人促红细胞生长素（用于治疗贫血）、重组人DNA酶（用于治疗囊性纤维变性）、巨细胞粒细胞集落刺激因子（用于骨髓移植）和乙型肝炎疫苗（用于预防乙型肝炎）等。
遗传工程的研究发展，为器官移植提供了1个很有前途的新手段--利用动物的器官代替人的器官。科学研究表明人体异种器官移植，猪较为合适；首先猪器官的大小与人的相当，生理上也比较接近；其次猪在无病原体条作下比较容易饲养和容易保证无病的供体；此外猪的繁殖率高，每窝可产十几只猪息，存活率也较高。为了保证植入的器官不被排斥，生物学者正在培养具有人的基因的新型猪，这种猪叫转基因猪。最近，日本科学家培养出具有人血型的猪。他们将制造人O型血酶的基因，注入到猪受精卵后再移植，在27头猪崽中，有1头猪具有猪G型血和人的O型血。虽然目前还不能用于移植，但这项研究的意义很大，通过不断移植人的基因，将来猪的内脏用于移植到人身上的可能性就会增大。目前这方面的研究十分活跃，也是器官移植最有希望的项目。科学家相信，转基因猪可为正在等待捐献器官移植者带来曙光。
基因治疗是21世纪国际生物技术的又1个热点。基因治疗就是将外源基因通过载体导入人体内并在体内（器官、组织、细胞等）表达，从而达到治病的目的。基因治疗开辟了医学预防和治疗的崭新领域。自从1990年临床上首次将腺苷酸脱氨酶（ADA）基因导入患者白细胞，治疗遗传病--重度联合免疫缺损病以来，利用基因治疗的手段治疗囊性纤维化（CF）、血友病，还扩大用于治疗肿瘤和艾滋病的临床试验已数以百计，基因治疗将引起临床医学的一场革命，将为治疗目前尚无理想治疗手段的大部分遗传病、重要病毒性传染病（如各型肝炎、艾滋病等）、恶性肿瘤、心脑血管疾病和老年病等开辟十分广阔的前景。可以比较乐观地认为，随着人类基因组计划（Humangenomeproject）的顺利实施，随着"后基因组"时代的即将到来，人类23对染色体大约60亿个核苷酸的排列顺序被测定，人类基因组所包含的约3万个基因中与人的重要生命功能和重要疾病相关的基因将不断被发现，6000多种人类单基因遗传病和一些严重危害人类健康的多基因病（如恶性肿瘤、心血管疾病等）将有可能由此得到预防、诊断和治疗。基因治疗的研究将从过去的盲目阶段进人理性阶段。基因治疗有可能在21世纪20年代以前，成为临床医学上常规的治疗手段之一，人类很多目前无法治疗的疾病将通过基因治疗手段而获康复。
农业生物技术
在农业生物技术中，转基因动植物的研究与开发最为突出。近年来，抗除草剂的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力强、耐贮性高的番茄、具有高含量必须氨基酸的马铃薯等转基因植物开始进入市场，成为农业生物技术的第一批成果；转基因的瘦肉型猪、高产奶的奶牛和能从奶中提取药物的转基因羊等也将进入实用化阶段。未来农业的模式将是：农业工厂化，按人类要求，高水平的控制环境因素，实现规模化、机械化、自动化生产，产生质量稳定、供应稳定、价格稳定、营养丰富的农业产品；安全的转基因动、植物投放市场；具有营养保健、医疗功效的猪牛羊、蔬菜水果等转基因食品大批走向餐桌。
农业生物技术的应用在我国也取得了丰硕成果，我国用花药培养、染色体工程等育种技术培养出水稻、小麦、油菜、橡胶等一批作物新品种、新品系、新种质。其中较突出的有京花3号、小偃107号小麦和中花10号水稻新品种，具有优质高产、抗病、抗盐碱等特性，已经在生产中推广应用。我国转基因技术在家畜及鱼类育种上也初见成效，中科院水生生物研究所在世界上率先进行转基因鱼的研究，成功地将人生长激素基因、鱼生长激素基因导人鲤鱼，育成的当代转基因鱼生长速度比对照快，并从子代测得生长激素基因的表达，为转基因鱼的实用化打下基础。中国农大生物学院瘦肉型猪基因工程育种取得初步成果，获得第2、3、4代转基因猪。
海洋生物技术
随着海洋生物学的发展和海洋生物资源开发规模的扩大，以美国Cowed等（1984）编著的《Biotechnologyinmarinescience》为标志，海洋生物技术兴起并成为1个新的研究开发领域。海洋生物技术的研究范围广泛，发展迅速。其中包括探索、开发和利用有价值海洋生物，优良养殖品种的培育和病害防治，海洋生物天然产物的利用，海洋特殊功能的阐明和利用，海洋生态系统的阐明和利用，海洋生物利用系统和辅助系统。海水养殖、海洋生物、天然产物开发和海洋环境保护的生物技术是三大研究热点。海水养殖是提高水产品产量的重要途径，海水养殖的主要对象是鱼类、藻类、对虾和贝类。美国重点发展鲑、鳟等鱼类的养殖；日本主要养殖的鱼类有狮鱼、真鲷和香鱼等；西欧海水养殖业较发达的国家有挪威、意大利和法国：挪威重点发展网箱养殖，意大利主要发展鲸鱼、金鲷等鱼类，法国主要发展鳟鱼养殖。在海洋生物天然产物的研发方面，利用海藻生产的褐藻胶、卡拉胶在世界上占有重要地位。继用海带制碘和甘露醇之后，又开发了各种医用品，如降血脂药甘露烟酸酯和抗血栓新药藻酸双酯钠（PSS）；利用甲壳素（水溶性的虾皮，人体可吸收）和甲壳胺已制成864人工皮肤、创伤愈合海绵、做化妆品用的类透明质酸（AHA）等新产品。并且从一些软体动物和腔肠动物中初步筛选到抗血凝、降血压、防治心血管病、抗病毒病和抗癌的活性物质。
1996年，我国政府已将海洋生物技术列入863计划，主要方向是大规模发展海水养殖。并已初见成效。海水养殖总产量、海藻、贝类等产量均居世界首位，对虾产量也曾一度居世界首位；裙带菜无性繁殖系、三倍体扇贝和牡蛎的培育，都已列入国家"攀登计划"，正在组织实施；山东省海藻养殖和海藻化工已成为世界上该领域第一大产地。此外我国在世界上首次研究成功海带的单倍体育种技术、紫菜的体细胞育苗技术、对虾的三倍体与四倍体育苗技术、对虾精荚移植技术等；在海水鱼、贝类的三倍体育苗技术和鱼类性别控制技术的研究方面也取得了重大进展。 环境生物技术
环境生物技术是21世纪国际生物技术的又一热点领域。人类赖以生存的环境，由于人类活动自身造成的各种污染（包括工业废水、废气、各种废弃物、有毒化学物质、声、光、电磁和放射性物质等）对环境生态的破坏，已成为威胁人民健康、制约经济发展的严重问题。治理环境污染，改善人类生活环境的质量已经成为人类共同努力的长期任务。生物技术在环境治理上发挥着不可替代的作用。环境生物技术不是1个新概念，过去用微生物处理工业废水就属于这一类研究。美国更把环境生物技术作为21世纪生物技术6个主要研究领域之一，美国培育的基因工?quot;超级菌"，几小时就可降解自然菌种需1年才能降解的水上浮油；日本将嗜油酸单孢杆菌的耐汞基因转入腐臭单孢杆菌，使该菌株既能有效处理环境汞污染，又能将汞回收利用。
我国政府也十分重视环境保护，把它提高到可持续发展的基本国策的高度。考虑我国目前治理环
境污染的迫切问题：如煤燃烧造成空气污染；工业废水污染水源和农田；不可降解塑料造成的白色污染；化学农药残毒对人和禽畜的危害等问题。21世纪我国环境生物技术的重点在于：用工程生物处理原煤脱硫的工业化工艺；无污染、能大量生产的生物能源的开拓性研究；高效、多抗转基因微生物农药的研制；生物来源的可降解的透明膜材料等。
