Biotechnologia znajduje zastosowanie w ochronie środowiska w: - recyklingu - oczyszczalniach ścieków - produkcji czipów wszczepianych niektórym gatunkom zwierząt zagrożonym wyginięciem
W krajach wysoko rozwiniętych organizmy wykorzystywane są na skalę przemysłową w miejscach takich jak oczyszczalnie ścieków czy zakłady utylizacji odpadów. Większość istniejących oczyszczalni ścieków to oczyszczalnie biologiczne, wykorzystujące osiągnięcia biotechnologii. W typowej oczyszczalni ścieków komunalnych zanieczyszczenia rozkładane są przez mieszaninę mikroorganizmów określanych jako osad czynny. W skład osadu czynnego wchodzi wiele gatunków bakterii i protistów (pierwotniaków). Mikroorganizmy odpowiedzialne są za rozkład substancji organicznych, obecnych w ściekach, oraz wchłonięcie wielu zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych – biosorpcji. W celu przyspieszenia wzrostu mikroorganizmów a tym samym zwiększenia efektywności procesu oczyszczania do ścieków z osadem czynnym pompuje się powietrze, aby utrzymać odpowiednie stężenie tlenu. Ważna jest również optymalna temperatura sprzyjająca „pracującym” w oczyszczalni mikroorganizmom.Zakłady unieszkodliwiające odpady organiczne przeprowadzają proces kompostowania. Organiczne odpady z gospodarstw domowych, rolnych, przetwórstwa włókien naturalnych niektórych pozostałych zakładów przemysłowych są przetwarzane z użyciem mikroorganizmów do wartościowego nawozu – kompostu. W procesie kompostowania wykorzystywane są głównie bakterie. W optymalnych warunkach tworzonych w kompostowniach cały proces trwa około miesiąca. W ogrodowym kompostowniku kompost powstaje przez dłuższy okres czasu. W procesie kompostowania może być również wykorzystana dżdżownica - kompostowiec różowy nazywana też dżdżownicą kalifornijską lub dżdżownicą kompostową. W biogazowaniach odpady organiczne mogą być zamienione na użyteczny biogaz.W sytuacji gdy z odpadów chce się odzyskać cześć energii przeprowadza się proces fermentacji w biogazowaniach. Mikroorganizmy przeprowadzające fermentację metanową wytwarzają z biomasy metan. W uzyskiwanym w takich instalacjach biogazie metan stanowi 55-75% i może służyć np. do ogrzewania.Gdy skażona zostanie gleba i wody gruntowe możliwe jest ich oczyszczenie dzięki procesowi fitoremediacji. W procesie wykorzystywane są rośliny, które wykazują zdolność do pobierania i gromadzenia zanieczyszczeń. Rośliny wraz z zanieczyszczeniami są zbierane i unieszkodliwiane.