生物反應器經歷了三個發展階段：細菌基因工程、細胞基因工程、轉基因動物生物反應器。轉基因動物生物反應器的出現之所以受到人們的關注，是因為它克服了前兩者的缺陷，即細菌基因工程產物往往不具備生物活性，必須經過糖基化、羥基化等一系列修飾加工后才能成為有效的藥物，而細胞基因工程又因為哺乳動物細胞的培養條件要求相當苛刻、成本太高而限制了規模生產。
另外，轉基因動物生物反應器還具有產品質量高、容易提純的特點。一般把目的片段在器官或組織中表達的轉基因動物叫做動物生物反應器。幾乎任何有生命的器官、組織或其中一部分都可以經過人為馴化為生物反應器。從生產的角度考慮，生物反應器選擇的組織或器官要方便產物的獲得，例如乳腺、膀胱、血液等，由此發展了動物乳腺生物反應器、動物血液生物反應器和動物膀胱生物反應器等。其中，轉基因動物乳腺生物反應器的研究引人注目。
生物反應器在生物制藥中的應用及現狀：
21世紀初，隨著流加培養、灌流培養、基因工程等技術的發展，作為大規模培養主要設備的生物反應器規模也趨向大型化和自動化。當前生物制藥的主流技術是在大型機械攪拌式反應器中，用無血清培養基和灌流工藝懸浮培養細胞進行生產。
生物反應器大規模培養在生物制藥領域快速發展，全球銷售額zui高的6大類生物技術藥中，5類是經哺乳動物細胞表達生產的。現代基因工程技術及生物反應器工藝的發展，促進細胞培養制藥的快速發展。紛紛進行細胞改造篩選，發展自己的細胞培養平臺。反觀國內，人用和獸用疫苗企業超過120家，應用生物反應器進行生產的大多還是小規模的試驗階段，與國外萬升級規模相比還較大的差距。
