생물의 체내에서 일어나는 화학반응을 체외에서 이용하는 시스템. 생물반응장치라고도 한다. 생물은 체내에서 여러 효소를 이용하여 식물을 분해, 생명유지에 필요한 물질을 합성하고 있다.

그 분해나 합성 반응은 모두 상온상압에서 이루어지며, 우리 몸에 적합한 것을 효율적으로 만들어 낸다. 생체 내의 이러한 과정을 외부장치에 실현시키면 자원절약·에너지절약을 이룩한 이상적인 생산을 할 수 있는데, 이러한 원리를 이용한 반응장치를 바이오리액터라 한다.

세균이나 효모 같은 미생물을 이용하여 된장·간장·술·식초 등을 만들 때의 발효조(醱酵槽)도 일종의 바이오리액터라고 할 수 있다. 이전의 화학공업의 반응과정에는 금속계의 촉매가 이용되어 많은 에너지와 자원을 필요로 하였다. 그러나 생체 내에서는 고온·고압이 아닌데도 효소나 미생물의 생체기능에 의하여 필요한 복잡한 물질이 생산된다. 그리고 효소는 다른 촉매와는 달리 특정한 반응에만 작용하기 때문에 불필요한 물질을 만들어 내지는 않는다.

이와 같이 효소를 이용한 바이오리액터는 자원절약·에너지절약이 가능하며, 소형 공장화할 수 있으므로 건설·설비 등의 비용을 줄일 수 있다. 그리고 효율적이며 매연·유해물질·소음공해 등도 발생하지 않는 장점이 있다. 바이오리액터에서는 효소가 가장 중요하지만, 물에 잘 녹아 장기간 사용할 수 없는 단점이 있다. 이 단점은 효소를 고정화함으로써 해결할 수 있다.