生物化工技術是我國化工行業實現生產方式變革、產品結構調整與清潔高效制造的有效手段。“十一五”期間，我國加大了對生物化工技術領域的科研投入，在生物催化劑定向改造、規模化的生物催化技術系統、生物材料和生物能源等領域取得重要成果。目前我國已形成了現代生物工業產業群，生物塑料、生物能源、生物基化工材料等產業快速發展。
“十一五”期間我國在纖維素乙醇研發領域已與世界先進水平同步，建成多個大型燃料乙醇和生物柴油示范項目。我國第一個年產1萬噸纖維乙醇示范裝置2008年在河南天冠集團公司開始運行；天津大學與廣西中糧建成目前世界上單套規模最大的20萬噸/年木薯燃料乙醇生產裝置；長春大成集團實施玉米淀粉糖、系列變性淀粉與多元醇開發及產業化示范項目，在國際上首次建成了20萬噸生產線；吉林松原來禾化學有限公司以中科院過程所的技術為依托，建成國際領先的30萬噸/年秸稈煉制工業生產線。在微藻制生物柴油領域，中科院青島生物能源與過程研究所篩選了產油微藻藻株，大大降低了成本。
在生物催化劑定向改造和酶法生產生物柴油領域，北京化工大學開發出以脂肪酶為催化劑的綠色化學合成工藝，開發了新的脂肪酶固定化技術，成功實現了我國酯化用脂肪酶的產業化生產。目前擁有我國自主知識產權的國內首家酶法年產10萬噸生物柴油產業化項目已在秦皇島啟動。
“十一五”期間，我國在生物質基高分子新材料技術及產品的研究開發也取得重大成果，獨創了木質纖維素有機酸分離技術體系，成功開發出高性能離子交換樹脂等新型功能材料；在聚乳酸領域，采用我國開發的綠色無溶劑本體聚合核心技術與生產裝備的聚乳酸生產線，成功制備出性能達到國外同類產品標準的國產聚乳酸；PHA方面，我國目前年總產能超過1.5萬噸，國PHA產業化種類和產量都處于國際領先地位，萬噸級PHA裝置已經成功試車。
在規模化生產的生物催化技術領域，由中國農業科學院等單位完成的微生物農藥發酵新技術新工藝及重要產品規模應用項目，大幅度提高了阿維菌素、Bt、中生菌素的發酵水平；浙江工業大學開發出井岡霉素生物催化大規模生產井岡霉醇胺的方法，實現了井岡霉醇胺和高純度井岡霉素的規模化生產；中科院微生物研究所開發的用微生物發酵法生產長鏈二元酸技術，使我國成為世界惟一能夠利用生物合成法工業生產長鏈二元酸的國家。
在清潔轉化介質創制領域，清華大學等開發出一體化膜生物反應器成套設備，將膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術可以實現從污水處理到再生水的轉變。該項目開發的低能耗膜-生物反應器和膜組件單元運行通量明顯提高，目前世界上規模最大的膜生物反應器河水凈化工程在北京順義新城溫榆河水資源利用工程（10萬噸/天）獲得應用。我國還開發出以農產品加工廢棄物為原料的可降解生物基高吸水性樹脂，這種農用保水劑產品目前已在新疆、廣東、內蒙古等地應用推廣。