К химическим продуктам тонкой биотехнологии относят довольно обширную группу ценных продуктов биохимической технологии (витаминов, гормонов, ферментов, антибиотиков, моноклональных антител и т. д.), а также ряд еще более ценных продуктов последующей биотрансформации некоторых из этих веществ (антибиотиков, стероидов и т. д.). Основные характеристики тонких биотехнологических процессов могут изменяться в очень широких пределах в зависимости от конкретного продукта. Некоторые продукты содержатся в культуральной жидкости в следовых количествах, тогда как концентрация пенициллина в готовом бульоне может превышать 50 г/л. Если продукт предназначен для медицинских целей или в качестве добавки к пищевым продуктам, то одной из основных задач (часто связанной с большими затратами) является его очистка. Примером может служить отделение пирогенных веществ от соединений, продуцируемых Е. coli, или тщательная очистка, необходимая при получении высокоочищенных кристаллических веществ, в том числе пенициллина.