Consiste na utilização de microrganismos e/ou enzimas em processos bioquímicos industriais. Tais processos visam minimizar a geração de resíduos, agregar valor aos produtos e favorecer a sustentabilidade ambiental das cadeias produtivas. O espectro de atuação da biotecnologia industrial é amplo, indo desde a utilização de leveduras em processo fermentativo para produção de biocombustíveis, até a adição de determinada enzima na composição de uma ração animal para aumentar sua digestibilidade. Na Embrapa Agroenergia, a biotecnologia industrial é tratada no escopo da geração de insumos e processos industriais para produção de etanol, biogás, ácidos orgânicos, polióis, compostos bioativos, enzimas, dentre outros.