1、医疗领域
在目前这方面的研究受到极大的注目。像是干细胞应用于再生医学领域，如人工脏器、神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据，对于功能性区域（domain）来开发相对应的抑制剂（如：酵素抑制剂）。利用微阵列核酸芯片，或是蛋白质芯片，寻找致病基因。或是利用抗体技术，将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用基因克隆技术，进行基因治疗等。基因治疗（gene therapy）利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内，使之表达目的基因产物，从而使疾病得到治疗，为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段，给一些难治疾病的根治带来了光明。
2、农学粮食
人口快速膨胀，食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因克隆农作物的开发下，除了克隆进入抗虫害基因、抗冻基因外，例如含有维生素A的稻米也问世。在有限耕地下，克隆农作物解决了品质上的问题。除此之外，观赏用的花卉等，也靠着组织培养的技术，将高品质的花卉复制生产，提高花卉价值。著名的像是台湾的蝴蝶兰。另外，经过遗传工程技术，能产生凝血因子的乳牛也提供医疗用途。生物肥料主要利用微生物技术制作的肥料种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善品质、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性，可为作物根系创造良好生长环境，从而保证作物的增产。生物农药利用微生物、抗生素和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质，生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点不像化学农药般见效快，但效果持久。与化学农药比，害虫难以产生抗药性。对环境影响小。对人体和作物的危害性小。但是使用范围和方法有限制等等。
3、军事科技
基因武器，例子包括插入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大肠杆菌。基因武器的特点是生产成本低、杀伤力大、作用时间长。对方使用难发现、难预防、难治疗。使用方法简单，施放手段多。只伤害具有生命特征的生物，不破坏武器装备、设施。而且一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。
4、工业应用
在工业上，利用工业菌种的特殊代谢路径，来替代一些化学反应。除了专一性提高，也在常温常压下，节约能源。也由于专一性高，产生的废弃物量低，也因此被称为绿色工业。
5、环境保护
当环境受到破坏，可以利用生物技术的处理方式，让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性，能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮，因事故，将重油污染海域，而利用分解重油的特殊微生物菌株，对于重油进行分解，代谢成环境可以接受的短链脂肪酸等，排解污染。此外，土壤遭受重金属污染，亦可利用特定植物吸收污染源。