第一個(gè)是基因工程。 基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)， 以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段， 將不同來源的基因(DNA分子)，按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖， 在體外構(gòu)建雜種DNA分子， 然后導(dǎo)入活細(xì)胞， 以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、 生產(chǎn)新產(chǎn)品。基因工程技術(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。
它的原理是基因重組。
第二個(gè)是蛋白質(zhì)工程。所謂蛋白質(zhì)工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定點(diǎn)突變和基因表達(dá)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以期獲得性質(zhì)和功能更加完善的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)之上，融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多學(xué)科而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域。其內(nèi)容主要有兩個(gè)方面：根據(jù)需要合成具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；確定蛋白質(zhì)化學(xué)組成、空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能，設(shè)計(jì)合成具有特定生物功能的全新的蛋白質(zhì)，這也是蛋白質(zhì)工程最根本的目標(biāo)之一。
它的原理是利用通過造成一個(gè)或幾個(gè)堿基定點(diǎn)突變，以達(dá)到修飾蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)目的的技術(shù)，稱為基因定點(diǎn)突變技術(shù)。
第三個(gè)是細(xì)胞工程。細(xì)胞工程(Cell engineering)：（高中概念）是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)，從而獲得新型生物或特種細(xì)胞產(chǎn)品、或產(chǎn)物的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。 其中應(yīng)用了許多技術(shù)， 如細(xì)胞融合技術(shù)， 核移植技術(shù)，染色體或基因移植技術(shù)，組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。
最后是生態(tài)工程
生態(tài)工程運(yùn)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)工程原理設(shè)計(jì)的工藝系統(tǒng)。將生物群落內(nèi)不同物種共生、物質(zhì)與能量多級(jí)利用、環(huán)境自凈和物質(zhì)循環(huán)再生等原理與系統(tǒng)工程的優(yōu)化方法相結(jié)合，達(dá)到資源多層次和循環(huán)利用的目的。如利用多層結(jié)構(gòu)的森林生態(tài)系統(tǒng)增大吸收光能的面積、利用植物吸附和富集某些微量重金屬以及利用余熱繁殖水生生物等。
生態(tài)工程的基本原理有以下幾點(diǎn)。
（1）、物質(zhì)循環(huán)再生原理
理論基礎(chǔ)：物質(zhì)循環(huán)
意義：可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響
（2）、物種多樣性原理
理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性
意義：生物多樣性程度可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力
（3）、協(xié)調(diào)與平衡原理
理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡
意義：生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞
（4）、整體性原理
理論基礎(chǔ)：社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)
意義：統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定
（5）、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理
a. 理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式
意義：改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能
b. 理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分
意義：保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力