生物工程是一门 综合性应用学科，它结合了生物学（特别是分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术，并与化工、机械、电子计算机等现代工程技术相结合。生物工程的主要目标是通过操纵遗传物质、改造生物或其功能，创造新物种，并通过生物反应器大规模培养来生产有用代谢产物或发挥其独特生理功能。

生物工程包括以下主要领域：

基因工程：

通过基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，对生物体的基因组进行精确修改，以引入新的性状或功能。

酶工程：

利用酶的催化功能，通过工程手段将相应的原料转化成有用物质，应用于食品工业、轻工业以及医药工业中。

细胞工程：

在细胞或细胞器水平上按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质，以获得新的生物物种、品种或特种细胞产品。

发酵工程：

利用微生物发酵生产药物、生物燃料等，通过大规模培养工程菌或工程细胞株来生产有用的代谢产物。

微生物工程：

通过基因工程和其他技术手段改造微生物，使其具有特定的生产或代谢功能，如生产抗生素、酶等。

生物反应器工程：

设计和优化生物反应器，以实现对工程菌或工程细胞株的大规模高效培养。

生物工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等。它为人类提供了大量优质发酵产品，如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料。此外，生物工程还在环境治理、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等方面发挥着重要作用。

随着系统生物学和合成生物学的迅速发展，基于这些原理的生物工程——系统生物工程，正在开发生物计算机、细胞制药厂、生物太阳能技术等，预计将带来新一轮的产业化变革。

综上所述，生物工程是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。它在多个领域都有着广泛的应用前景，并将继续推动科学技术和社会经济的发展。