Biotehnoloogiatööstus põhineb organismide, kemikaalide või bioteaduste protsesside kasutamisel ärilistel eesmärkidel. Mõnel juhul tähendab see lõpptoote väljatöötamist nendest bioloogilistest allikatest; teistes tähendab see bioloogiliste komponentide kasutamist mittebioloogiliste toodete väljatöötamise protsesside täiustamiseks. Muudel juhtudel kasutavad biotehnoloogiatööstuse ettevõtted uute protsesside, mitte toodete väljatöötamiseks bioloogilisi komponente. Biotehnoloogial on palju erinevaid rakendusi, kuid kõige silmapaistvamad on meditsiini, toidu ja kütuse valdkonnas.
Biotehnoloogiatööstuse üks tulusamaid ja silmapaistvamaid fookusvaldkondi on inimeste tervis ja meditsiin. Üks levinud eesmärk meditsiinis on välja töötada “personaliseeritud meditsiin”, kohandades ravi spetsiaalselt patsientidele, mitte ainult nende haigustele. See hõlmab tehnoloogiate väljatöötamist üksikisiku geneetilise ülesehituse tundmaõppimiseks ja nüansirikkamate diagnostikameetodite väljatöötamiseks. Laiemas plaanis töötavad mõned biotehnoloogiatööstuse ettevõtted haiguste leviku vähendamise või tõkestamise nimel, töötades välja tõhusaid vaktsiine või leides meetodeid haigust levitavate ainete neutraliseerimiseks. Paljud ravimitootjad põhinevad ka biotehnoloogial ning püüavad kasutada oma ravimite väljatöötamisel ja tootmisel bioloogilisi komponente ja protsesse.
Biotehnoloogiatööstus mängib olulist rolli ka ülemaailmse nälja vastu võitlemisel ja kunstlikult tervislike, geneetiliselt muundatud toiduainete väljatöötamisel. Biotehnoloogia meetodeid saab kasutada näiteks selliste põllukultuuride arendamiseks, mis on vähem vastuvõtlikud putukate tekitatud kahjustustele või suudavad ellu jääda suhteliselt ebasõbralikus keskkonnas. Biotehnoloogiatööstuse selles valdkonnas tegutsevate ettevõtete üks ühine eesmärk on drastiliselt vähendada vajadust pestitsiidide ja muude põllukultuuride keemilise töötlemise järele. Biotehnoloogid saavad ka kujundada põllukultuure, et need sisaldaksid rohkem vitamiine ja muid toitaineid. See on oluline piirkondades, kus looduslikult puudub elutähtsaid toitaineid sisaldav toit.
Kütus on biotehnoloogiatööstuses veel üks tulus ja oluline fookusvaldkond, kuna kütust tarbitakse laialdaselt kogu maailmas. See kütusele keskendumine on sageli suunatud maailma sõltuvuse vähendamisele fossiilkütustest, kuna selliseid kütuseid on vähe ja need aitavad oluliselt kaasa maailma saastamisele. Biotehnoloogid töötavad näiteks selle nimel, et arendada rohketest bioloogilistest allikatest puhtalt põlevaid “biokütuseid”. Mõned töötavad ka erinevate keemiliste jäätmetoodete kütuste väljatöötamise nimel, et võidelda samaaegselt suure kütusenõudlusega ja jäätmete kõrvaldamise probleemiga.