隨著生物技術的不斷進步，細胞工程已不斷向產業化方向發展，利用動植物組織培養或細胞培養技術已能生產多種產品。在化工領域，細胞工程的應用一方麵體現在應用固定化細胞技術生產某些化工產品，另一方麵體現在通過植物組織培養獲得次級代謝產物以獲得某些化工產品。
一、固定化細胞技術的應用
固定化細胞技術是在固定化酶技術的基礎上發展起來的，雖然起步較晚，但應用範圍較固定化酶技術要廣泛。作為細胞工程的一個重要組成部分，近幾十年來固定化細胞技術發展十分迅猛，其應用涉及各個技術領域。
目前，盡管大量的固定化細胞工作還局限在固定化技術和應用的研究階段，但世界各國都把固定化細胞研究的成果很快運用到工業生產過程中，其在化工領域的應用主要體現在以下幾個方麵。
1.固定化細胞技術用於氨基酸生產
L-天冬氨酸是最早用固定化細胞在工業上大規模生產的氨基酸，用於固定化的細胞是大腸杆菌，載體是聚丙烯酰胺，使用這種方法使生產成本降低了40%。日本田邊製藥廠用κ-角叉菜糖凝膠包埋菌體，並用戊二醛、己二胺進行硬化處理，製得的固定化菌體半衰期達630d，生產能力比聚丙烯酰胺凝膠包埋的菌體提高了14倍。我國上海工業微生物研究所應用固定化細胞生產的L-天冬氨酸產品已有出口。除L-天冬氨酸外，目前許多氨基酸都能利用固定化細胞技術進行生產。
2.固定化細胞技術用於高果糖漿的生產
如前節所述，高果糖漿可作為蔗糖的替代糖源滿足人類對糖類物質的需要。1966年日本在工業規模上利用微生物菌體生產高果糖漿獲得成功並投入生產。1969年又采用菌體熱固法製成固定化細胞，實現了生產的連續化，產品達11萬噸，1978年產量達到100噸以上。目前我國也已具有了利用固定化異構酶細胞進行高果糖漿生產的技術。
3.固定化細胞技術生產L-蘋果酸
從1972年起，千畑一郎等就利用聚丙烯酰胺凝膠包埋含有延胡索酸酶的產氨杆菌，製成固定化細胞反應器，實現了L-蘋果酸的連續、高效、大量、廉價的工業化生產。目前認為黃色短杆菌用角叉菜膠凝膠包埋效果比較好，固定化時加入添加劑還可提高其穩定性，延長半衰期。我國中科院北京微生物研究所和黑龍江省應用微生物研究所也用聚丙烯酰胺包埋法固定了L-蘋果酸生產菌，實現了L-蘋果酸的固定化細胞生產。
二、植物組織培養技術的應用
1.次生物質與植物細胞的大量培養
人類的衣食住行處處離不開植物。在化學工業興起之前，所有植物性藥物、食用香料或化妝用品都是直接從植物中取得的。這些來源於植物的有效成分，乃是它們體內積累的一些代謝中間體分子。由於這些分子不參與植物的基本生命過程，常被稱為次生代謝物或天然產物。植物天然產物對於人類的健康有著重大意義。據資料統計，現用的藥品中有四分之一來自植物，而且絕大多數仍是化學合成所不可代替的。為了戰勝危及人類生命的癌症、艾滋病、心髒病等嚴重疾病，人們正在不斷地從植物中尋找新的藥源。探索利用植物組織培養的方法來生產人類所需的植物產品，近十年來已受到各國政府和科學工作者的極大重視。
2.植物細胞能夠產生的次級代謝產物
植物細胞能夠產生的次級代謝產物主要包括以下幾種類型：①酚類化合物，包括黃酮類、單酚類、醌類等；②萜類化合物，包括三萜皂苷、甾體皂苷等；③含氮化合物，包括生物堿、胺類、非蛋白質氨基酸等；④多烴類、有機酸。