生物分子工程學是工程學原理和實踐對生物起源分子的有目的操縱的應用。生物分子工程師將生物過程的知識與化學工程的核心知識相結合，以便專注于分子級解決方案來解決與環境、農業、能源、工業、食品生產、生物技術和醫學有關的生命科學中的問題。

生物分子工程師在其結構、功能、特性和性質以及與適用性之間的關系框架內，有目的地操縱碳水化合物、蛋白質、核酸和脂質包括環境修復，農作物和牲畜生產，生物燃料電池和生物分子診斷等領域。酶、抗體、DNA雜交中分子識別的熱力學和動力學。生物結合/生物固定化和生物分離研究。在細胞信號轉導，細胞生長動力學，生化途徑工程和生物反應器工程中，也對工程化生物分子的基本知識給予了關注。

在第二次世界大戰期間，對大量質量合格的青霉素的需求使化學工程師和微生物學家共同致力于青霉素的生產。這為啟動一系列反應創造了合適的條件，從而引發了生物分子工程領域的創建。1992年，美國國立衛生研究院首先將生物分子工程學定義為化學工程和生物學的交往領域，重點是分子水平的研究。”雖然最初被定義為研究，但生物分子工程學已成為一門學科和一個領域。的工程實踐、赫賽汀、人源化單克隆抗體用于乳腺癌治療的藥物成為通過生物分子工程學方法設計的xxx種藥物，并獲得了美國FDA的批準。同樣，生物分子工程學是《新生物技術》雜志的前身。

未來受生物啟發的技術可以幫助解釋生物分子工程。看著摩爾定律?“預測”，未來的量子基于生物學的處理器是“大”技術。通過使用生物分子工程技術，可以操縱我們的處理器的工作方式，從而在同樣的意義上發揮生物細胞的功能。由于生物分子工程技術在基因表達模式分析方面的進步以及對許多重要生物分子的有目的操縱以改善其功能性，因此它有可能成為最重要的科學學科之一。在這一領域的研究可能會導致新藥的發現，改進的療法以及新的生物工藝技術的發展。隨著對生物分子知識的不斷增長，發現新的高價值分子的速度越來越快，這些新分子包括但不限于抗體、酶、疫苗，并且治療性肽將繼續加速發展。生物分子工程學將產生用于治療藥物和高價值生物分子的新設計，用于治療或預防癌癥，遺傳疾病和其他類型的代謝性疾病。同樣，期望將工業酶改造為具有期望的性能以用于工藝改進以及以低得多的生產成本來制造高價值生物分子產品。使用重組技術，還將產生對耐藥菌株具有活性的新抗生素。

生物分子工程是一門廣泛的學科，在許多不同的行業和領域中都有應用。因此，很難確定關于生物分子工程專業的一般觀點。然而，生物技術行業提供了足夠的代表。生物技術產業或生物技術產業包括所有使用生物技術生產商品或服務或進行生物技術研發的公司。這樣，它涵蓋了生物分子工程學科的許多工業應用。通過對生物技術產業的考察，可以發現該產業的主要領導者是美國，其次是法國和西班牙。的確，生物技術行業和生物分子工程應用的重點主要是臨床和醫學。人們愿意為身體健康付出代價，因此，用于生物技術行業的大部分資金都留在了與健康相關的企業中。

化學工程是將原材料加工成化學產品的過程。它涉及制備用于產生反應物的原材料，這些反應物在受控條件下的化學反應，產物分離，副產物的循環利用以及廢物的處置。每個步驟都涉及某些稱為“單元操作”的基本構建模塊，例如提取，過濾和蒸餾。在所有化學過程中都可以找到這些單元操作。生物分子工程學是化學工程學的子集，其將這些相同的原理應用于由生物體制造的化學物質的處理。

美國各地最新開發和提供的本科課程，通常與化學工程課程結合使用，可讓學生獲得BS學位。根據美國工程技術認證委員會（ABET）的要求，生物分子工程課程“必須在包括化學，物理學和生物學在內的基礎科學領域中提供全面的基礎知識，并且在某些方面具有較高的內容……這些基礎科學的工程應用設計，分析和控制化學物理或生物過程。” 普通課程包括運輸，熱力學，分離和動力學等主要工程課程，并增加了生命科學包括生物學和生物化學的課程，以及專門針對細胞生物學，納米和生物技術，生物聚合物等的專門的生物分子課程。