生物反應器，是指利用酶或生物體（如微生物、動植物細胞等）所具有的特殊功能，在體外進行生物化學反應的裝置係統。
生物反應器與化學反應器不同。化學反應器從原料進入到產物生成，常常需要加壓和加熱，是一個高能耗過程。而生物反應器則不同，在酶和微生物的參與下，在常溫和常壓下就可以進行化學合成。因此，生物反應器問世之後，就受到化工部門的重視。化學工程專家認為，應該盡可能多地讓化學合成過程由生物去完成。設計理想的生物反應器，就成了現代生物技術產業的一個重要任務。
設計生物反應器時要考慮兩點：一是選擇特異性高的酶或適宜的活細胞作為催化劑，盡可能減少副產物，提高產品產量；二是盡可能提高產物的濃度，降低成本。
生物反應器首先在發酵工業中得到應用。發酵工業中使用的生物反應器，實際上是發酵罐。
另一種是以固定化酶或固定化細胞為催化劑的酶反應器。世界上最大的發酵罐高達100米，直徑7米，容積為4000立方米。它遠遠望去，猶如一座壯觀的圓形塔。