1、農學食糧：人口快速膨脹，食糧問題正是生物技術應用的切入點
在基因克隆農作物的開發下，除了克隆進入抗蟲害基因、抗凍基因外，例如含有維生素A的稻米也問世。在有限耕地下，克隆農作物解決了品質上的問題。除此之外，觀賞用的花卉等，也靠著組織培養的技術，將高品質的花卉復制生產，提高花卉價值。著名的像是臺灣的蝴蝶蘭。另外，經過遺傳工程技術，能產生凝血因子的乳牛也提供醫療用途。生物肥料主要利用微生物技術制作的肥料種類。生物肥料不僅給作物提供養料、改善品質、增強抗寒抗蟲害能力、還改善土壤通透性、保水性、酸堿度等理性化特性，可為作物根系創造良好生長環境，從而保證作物的增產。生物農藥（biopesticide）利用微生物、抗生素和基因工程等產生有殺滅蟲病效果的毒素物質，生產出廣譜毒力強的微生物菌株制作而成的農藥。
2、醫療領域：在這方面的研究受到極大的注目
像是干細胞應用于再生醫學領域，如人工臟器、神經修復等。或是以蛋白質結構解析數據，對于功能性區域（domain）來開發相對應的抑制劑（如：酵素抑制劑）。利用微陣列核酸芯片，或是蛋白質芯片，尋找致病基因。
或是利用抗體技術，將毒素送入具有特殊標記的癌細胞。或利用基因克隆技術，進行基因治療等。基因治療（gene therapy）利用分子生物學方法將目的基因導入患者體內，使之表達目的基因產物，從而使疾病得到治療，為現代醫學和分子生物學相結合而誕生的新技術。基因治療作為新疾病治療的新手段，給一些難治疾病的根治帶來了光明。
3、軍事科技：基因工程武器簡稱基因武器
例子有：插入眼鏡蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大腸桿菌。
4、工業應用：在工業上，利用工業菌種的特殊代謝路徑，來替代一些化學反應
除了專一性提高，也在常溫常壓下，節約能源。也由于專一性高，產生的廢棄物量低，也因此被稱為綠色工業。
5、環境保護：當環境受到破壞，可以利用生物技術的處理方式，讓環境免于第二次受害
生物具有高度專一性，能針對特殊的污染源進行排除。例如運輸原油的郵輪，因事故，將重油污染海域，而利用分解重油的特殊微生物菌株，對于重油進行分解，代謝成環境可以接受的短練脂肪酸等，排解污染。此外，土壤遭受重金屬污染，亦可利用特定植物吸收污染源。
