人類利用生物技術有著久遠歷史，因而與生物經濟相關的研究開發及其產業發展由來已久，但是作為與農業經濟、工業經濟、資訊經濟相對應的經濟形態，「生物經濟」在全球仍是一個比較新的概念。從全球範圍來講，對「生物經濟」的理解因角度不同而略有差異。較早出現的正式定義主要有：
1.生物經濟 (Bioeconomy,或Biobased economy) 是以生命科學與生物技術的研究開發與應用為基礎的、建立在生物技術產品和產業之上的經濟，是一個與農業經濟、工業經濟、資訊經濟相對應的新的經濟形態。(來源:鄧心安.生物經濟時代與新型農業體系.中國科技論壇,2002(2):16-20)
2.生物經濟是一個濃縮性的術語，它能夠描述在能源和工業原料方面不再完全依賴於化石能源的未來社會。(The bio-based economy is a term which encapsulates our vision of a future society no longer wholly dependent on fossil fuels for energy and industrial raw materials.)(來源:根據歐盟生物經濟會議檔案和歐盟生物經濟網站（EuropaBio）整理)
3.生物經濟是經濟執行的聚合體，用以描述在這樣一個社會，通過生物產品和生物過程製造的潛在價值使命來為公民和國家贏得新的增長和福利效益。(The OECD project supposes the bioeconomy to be the aggregate set of economic operations in a society that use the latent value incumbent in biological products and processes to capture new growth and welfare benefits for citizens and nations.)(來源:OECD INTERNATIONAL FUTURES PROGRAMME, THE BIOECONOMY TO 2030:DESIGNING A POLICY AGENDA. Paris OECD Headquarters, 6 March 2006)
發展
隨著雙螺旋結構的揭秘，生物經濟的發展條件日益成熟。其載體的基本單元基因，是脫氧核糖核酸（DNA）分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列。它位於染色體上，並在染色體上呈線性排列。基因可以通過複製把遺傳資訊傳遞給下一代，並使遺傳資訊得到表達。研究每段基因控制的蛋白質及其機能，對研究人這一複雜的機體有著至關重要的意義。2003年，隨著人類基因組序列圖宣告完成，一張完整的生命之圖日漸清晰，生物技術催生的生物經濟的浪潮，有望成為繼農業、工業、資訊化浪潮之後，第四股大大推動人類文明進步的力量。
針對生命科學與生物技術對經濟社會的革命性影響，許多國家和國際組織提出了生物經濟發展戰略及政策。例如：2000年12月美國政府就提出《促進生物經濟革命：基於生物的產品和生物能源》戰略性計劃；2012年4月白宮發佈《國家生物經濟藍圖》，重點描繪了聯邦生物經濟五大戰略目標。德國生物經濟理事會（The German BioEconomy Council）2011年6月，提出了「德國生物經濟優先發展主題」。中國科技部2007年提出了生物經濟「三步走」戰略與推進生物經濟發展的十大科技行動。歐盟2005年發表《基於知識的生物經濟新視角》報告；2007年提出《邁向基於知識的生物經濟》（En route to the Knowledge-Based Bio-Economy）戰略報告；2010年9月發佈《基於知識的歐洲生物經濟：成就與挑戰》（The Knowledge Based Bio-Economy(KBBE) in Europe: Achievements and Challenges）戰略報告，對歐洲生物經濟目前市場和就業情況及其未來增長進行了描述，重點提出了需要整合政策（integrated policy）、研究與創新、支援向低碳可再生基產品系統轉換等建議。同年，歐洲生物工業協會（EuropaBio）提出《構建歐洲生物經濟2020》（Building a Bio-based  Economy for Europe in 2020）政策報告。2012年2月，歐盟委員會發布《為可持續增長創新：歐洲生物經濟》（Innovating for Sustainable Growth: a Bioeconomy for Europe）戰略，旨在促使歐盟經濟向更多使用可持續的可再生資源的經濟形態轉變。
生命科學與生物技術的發展推動了生物經濟（bioeconomy）概念、發展觀及發展平臺的形成，促進了生物經濟時代的來臨。生物經濟時代是生物經濟發展到成熟階段后以其為主導形成的人類經濟社會發展的特定歷史時期。人類經濟社會經歷了狩獵採集經濟時代、農業經濟時代、工業經濟時代；目前正處在資訊經濟時代的中間站。分別以1953年DNA雙螺旋結構發現和2000年人類基因組破譯完成為標誌，人類社會進入了生物經濟的孕育和成長階段。從化石能源（主要是石油）瀕臨枯竭的時間等因素來看，預計在21世紀20年代（2020s）末期進入生物經濟的成熟階段，即步入真正的生物經濟時代。 生物經濟是繼農業經濟、工業經濟、資訊經濟之後，人類經濟社會發展的第四次浪潮。一個新的經濟時代的來臨，人類經濟生產與生活方式必將發生根本性變革。生物經濟為農業、健康醫療、能源、環境等產業的綠色革命創造了新的可持續發展平臺、政策環境與時代背景。
意義
人類
如果說前三股浪潮側重於人類對外部世界的改變的話，生物技術在人類對自身的認識及改變上將做出空前的貢獻。健康與長壽是人們祖祖輩輩的企盼，這一謎題藉著生物技術的東風有望得到答案。基因診斷技術可以給每一名新生嬰兒製作一張其本人獨有的「基因身份證」，詳細記錄其優秀和不良基因的位置，以此預測潛在疾病，調整其成長的最佳環境，同時也可藉助基因治療技術治療乙肝、血友病、白血病，甚至癌癥等以傳統技術攻克難度較大的疾病，通過移植長壽基因，清除衰老基因等基因改良技術，延年益壽將不再是夢想。
比爾·蓋茨預言，下一個超過他財富的人，將是做基因開發和產業的人。目前國內外生物技術應用以基因治療為主，其產業價值在世紀初就已過億美元，並以每年超過100%的速度增長，隨著人類對自身生活質量要求的不斷提高，增長勢頭必將更加猛烈。
農業
隨著人口日益增長的嚴峻形勢與可用耕地面積銳減矛盾的不斷激化，保證人類最基本生存需求的農業對生產成本與生產效率提出了更高的要求。轉基因技術的應用不僅可以大大縮短作物生長週期，最大限度地減少生長過程中蟲、毒及極端環境的影響，還能通過品質改良調節作物營養含量，「設計」具有特定功效的食物，把以食代藥的概念發揮到極致。在2003—2004年兩年間，全球的轉基因作物增產199.58億公斤，在2004年，僅在美國就增加產量30.84億公斤；直接得到的經濟回報在1996—2004年達到270億美元，僅2004年就有65億美元；殺蟲劑的使用量減少6%，溫室氣體排放減少100億公斤二氧化碳，相當於1年減少500萬輛汽車。
2008年7月9日，中國國務院常務會議審議並原則通過轉基因生物新品種培育科技重大專項（以下稱「轉基因專項」）。該轉基因專項的資金來源於中國科技部專項經費，擬投入資金約240億元人民幣，將主要投入到優勢基因的挖掘、轉基因品種選育和轉基因作物品種的產業化，可見生物經濟在農業領域的市場前景不可估量。
工業
后工業時代，石油、天然氣等能源逐步走向枯竭的邊緣，工業三廢問題也日益嚴重，新能源替代以及環境保護的問題逐漸取代了單純的效益產出，成為企業更加亟需關注的議題。在利用太陽能、風能等能源的同時，生物能作為一種新興的能源同樣引發了大量關注。生物質氣化發電（Gasifieation Power Generation）是目前生物質轉化的最新技術之一。它是指在一定的熱力學條件下，將組成生物質的碳氫化合物轉化為含一氧化碳和氫氣等可燃氣體的過程。目前氣化發電技術正逐步走向成熟。
資訊科技
在資訊時代大背景下，生物技術與信息技術相輔相成，相得益彰。利用超級計算機進行大規模運算，生物科技空前發展，如果你走入基因組測序的研究所，幾乎會誤以為來到了信息技術公司。而目前使用的計算機是以硅晶片為基礎，由於受到物理空間的限制、面臨耗能和散熱等問題，將不可避免地遭遇發展極限，要取得大的突破，需要依賴於新材料的革新。
2000年，美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的科學家根據生物大分子在不同狀態下可產生有和無資訊的特性，研製出分子開關（molecular switches）。2001年世界首臺可自動執行的DNA計算機問世，並被評為當年世界十大科技進展。2002年，DNA計算機研究領域的先驅阿德勒曼教授利用簡單的DNA計算機，在實驗中為一個有24個變數、100萬種可能結果的數學難題找到了答案，DNA計算機的研製邁出了重要一步。軍事領域中，蜻蜓每個能完整成像的小眼的靈感催生了相控陣雷達，衛星控溫系統的創意源自蝴蝶身上的鱗片，仿生學在軍事領域的完美應用預示著生物技術在民用領域極大的推廣潛力。
參看
* 生物燃料
* 生物塑料
* 農業化工