进入21世纪，以“绿色环保和可持续发展”为特征的工业与环境生物技术及产品开发已经成为继医药生物技术、农业生物技术之后的第三次生物技术浪潮，为解决人类面临的环境污染、能源短缺、可持续发展等问题提供了新的技术途径。工业与环境生物技术已成为国际公认的提升国家产业竞争力、确保经济可持续发展的21世纪关键高技术之一。
世界经合组织在一份可持续发展报告中，对6个发达国家进行分析，结果表明：生物技术的应用可以降低能耗15%～80%、降低原料消耗35%～75%、减少空气污染 50%～90%、减少水污染33%～80%。就总体水平而言，我国在环境与工业生物技术研发上，与西方先进国家相比还存在一定差距，主要问题有：基础研究重视不够，源头创新的产品少；基因组学、代谢组学等先进技术应用少；新兴产业规模小，产业化工艺水平低；产业结构比较落后，政策支持强度较低；经费投入总量不足，技术拔尖人才缺乏；部门和地方条块分割，缺乏协调和集成等。
但是我国在某些方面也有明显优势，如在分子生物学、
遗传学、分类学等领域与世界先进水平接近，拥有丰富的
微生物资源，发酵工业和化学工业基础较好，并且在相关研究方法和分析手段方面也取得了众多成果，以发酵工程为核心的多水平（基因、细胞、反应器）网络式研究，已经在生物技术产品研发中发挥着巨大作用，以酶系催化途径为依据的生物催化研究已经在理论和应用方面取得实质性突破。
专家认为，我国应集中人力、物力、财力，以基因组学、代谢组学等现代技术手段在环境与工业生物技术领域中的推广应用为突破口，加强如下技术的研究：
环境生物技术应面向国家环境保护和污染治理的重大需求，重点开展生物修复技术、生物学环境检测技术以及生物脱硫技术等方面的研究。
能源生物技术配合国家的新能源规划，应用基因组学和蛋白质组学的研究成果，结合代谢调控技术，重点开展燃料酒精、生物柴油、生物制氢等的生产用酶和菌种改良及生产技术研究。
代谢调控技术优先选择基因组学背景清楚的重大产品生产用微生物，应用基因敲除与敲入等现代技术手段，进行菌种改良；应用代谢组学技术，对抗生素、维生素等重大产品生产用菌种进行代谢调控研究，改进生产工艺，开发微生物主要生产参数的代谢调控系统。
生物催化技术应用生物信息学的技术手段，与筛选技术结合，进行分子设计和改造，获得一批新酶种。
生物新原料与新材料开展应用生物催化过程取代传统化工过程生产生物可降解材料研究，开展利用酶的多样性生产化学法无法生产的材料或材料单体等方面的应用及产业化研究，使部分大宗化工原料实现万吨级规模化生产。
作者：