Siden 1990-tallet har San Franciscos økonomi blitt diversifisert fra primært finans og turisme mot de voksende feltene høyteknologi, bioteknologi og medisinsk forskning. Teknologijobber utgjorde bare 1 % av jobbene i San Francisco i 1990, og vokste til 4 % i 2010 og estimerte 8 % ved slutten av 2013. San Francisco ble et episenter for internettbaserte gründerfirmaer under dotcom-bobla på 1990-tallet og den senere sosiale medier-boomen mot slutten av 2000-tallet. Siden 2010 har San Francisco opplevd en økende andel investeringer fra risikokapitalister i forhold til nærliggende Silicon Valley, med 423 finansieringer med en verdi på 4,58 milliarder dollar i 2013. I 2004 godkjente byen et lønnsskatteunntak for bioteknologifirmaer for å stimulere vekst i nabolaget Mission Bay, hvor en campus og sykehus fra University of California, San Francisco (UCSF) ligger. Mission Bay er hjem til California Institute for Regenerative Medicine, California Institute for Quantitative Biosciences og Gladstone Institutes, samt mer enn 40 andre bioteknologiselskaper i privat sektor.