下游工程也称生物分离工程（bioseparation），是生物工程的一个组成部分。生物化工产品通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得，从上述发酵液、反应液或培养液中分离精制有关产品的过程即为下游加工过程（Downstream Processing）。传统上由一些化学工程的单元操作组成，但由于生物物质的特性，有其特殊要求，且其中的某些单元操作在一般化学工业中应用较少，所以近年来其研究领域越发接近生物工程方向。
下游加工过程的生物产品，由于氧传递限制、细胞量和产物抑制，往往是产物浓度低的水溶液。其组分复杂，含大分子、小分子、可溶物、不可溶物和化学添加物等；产物稳定性差，易发生化学降解和微生物降解；由于培养过程分批操作导致生物变异性大。然而生物工程成品主要面向药品和食品，所以其质量要求较一般化学工程产品高。
19世纪60年代－20世纪50年代 酒精，丙酮，丁醇
抗生素，有机酸，核酸，酶制剂，单细胞蛋白
动物细胞培养植物细胞培养基因工程发酵产品
