La fermentación microbiana es el método más aplicado en la biotecnología y tiene un sinnúmero de usos y aplicaciones en la industria de hoy día. Un ejemplo de esta tecnología es la producción industrial de eritromicina, antibiótico producido por la Saccharopolyspora erythrasea bajo fermentación aeróbica. La fermentación microbiana también es un medio de producción de vitaminas siendo las de mayor importancia a nivel industrial la riboflavina, beta-caroteno y vitamina B12.
En una fermentación por lotes típica se añade una solución rica en nutrientes, se inoculan los microorganismos y no se le añade nada más excepto oxígeno (muchos microorganismos utilizados en procesos bitotecnológicos son aerobios) y un antiespumante. En este tipo de fermentador las condiciones durante la fermentación varían debido a la acumulación de productos de desecho y a la multiplicación de los microorganismos.
Durante el proceso se pueden añadir vitaminas, minerales, aminoácidos grasos y dependiendo del tipo de bacteria, factores de crecimiento. También se le añade un antiespumante para controlar el exceso de burbujas, se mezcla con agitación para que entre oxígeno y salga dióxido de carbono y se mezclen bien los nutrientes. Para un mejor rendimiento esto se hace a temperatura constante. Las reacciones químicas y mecánicas (agitación) que ocurren dentro de un fermentador añaden calor al sistema y si este calor añadido no es contrarrestado las células pueden morir o dejar de producir, por lo tanto es necesario un sistema de enfriamiento que debe ser controlado mediante un sistema de control apropiado.