生物细胞发酵是指利用生物技术所获得的生物细胞，如DNA重组的“工程菌”，细胞融合所得的“杂交”细胞，以及动植物细胞或固定化细胞等，进行培养的新型发酵，其产物可以是各种各样的。
生物技术中，形成独特产业的发酵工程和酶工程等是生物技术中的重要组成部分。基因工程和细胞工程常常是发酵工程和酶工程的基础，而后者又是前者成果的实际应用，这几方面的内容是相互联系和互相促进的。其中发酵工程更是生物技术实行工业化的基础，所以现代发酵工程包括整个生物工艺过程。就发酵工业来说，除了传统的用天然微生物发酵生产初级代谢产物和次级代谢产物外，由于生物技术的出现，发酵工业所涉及的范围得到扩大，生产技术得到改造，因而发酵生产能力和控制水平大为提高。如基因工程所获得的工程菌，许多哺乳动物的基因克隆在大肠杆菌等宿主中能够得到表达，等等。使用小鼠体内法生产单克隆抗体，产品常含有毒性杂质和不易大量生产等缺点，目前采用同微生物发酵一样的发酵罐来培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体。发酵技术在细胞条件下，也用于直接培养高等植物细胞和动物细胞，以直接获得像生物碱、尿激酶等产物。酶工程中的固定化细胞（或酶）也可用类似发酵罐的生物反应器来进行催化反应，获得所需的产物。这些事实都说明它们之间的密切关系，也说明发酵（或类似发酵）技术在制得产品中的地位。计算机技术也逐渐广泛用于发酵控制。所用的发酵设备是各种类型的新型生物反应器。发酵工艺也与传统工艺有所不同。