تشمل أسواق التطبيقات العملية لهندسة العمليات الحيوية:
1- الصناعات الدوائية: تستخدم هندسة العمليات الحيوية لتطوير وإنتاج الأدوية والمنتجات الصيدلانية.
2- الصناعات الغذائية: تستخدم هندسة العمليات الحيوية في تصميم وتطوير وتحسين العمليات الحيوية في صناعة المنتجات الغذائية.
3- الصناعات الكيميائية: تستخدم هندسة العمليات الحيوية في تطوير وتحسين العمليات الكيميائية والبيولوجية التي تستخدم في صناعة المنتجات الكيميائية.
4- مصانع المياه والصرف الصحي: تستخدم هندسة العمليات الحيوية في تصميم وتشغيل وإدارة محطات معالجة المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي.
5- الصناعات الزراعية: تستخدم هندسة العمليات الحيوية في تصميم وتحسين العمليات المستخدمة في إنتاج المحاصيل والحيوانات الزراعية والمنتجات المشتقة منها.