青霉素是一种重要的抗生素，在目前的制药工业中占有举足轻重的地位，生产规模非常大。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病，增强了人类治疗传染性疾病的能力。研究和优化其生产工艺对人类健康有重要意义。
发酵过程中将砂土保藏的孢子用甘油、葡萄糖、蛋白胨组成的培养基进行培养，经传代活化，制得小米孢子。只需添加少量的有机和无机氮源反应即可进行。由于 种类不同，微生物可以选择性地利用所需营养。基于这一特性，微生物可以利用废水和废物作为发酵的原材料来修复和更新生物资源。
生产中采用变温控制，不同阶段不同温度。前期控制25－26℃左右，后期降温控制23℃。过高则会降低发酵产率，增加葡萄糖的维持消耗，降低葡萄糖至青霉素的转化得率。有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度，以缩短生长时间，生产阶段适当降低温度，以利于青霉素合成。
合成的适宜pH6.4－6.6左右，避免超过7.0，青霉素在碱性条件下不稳定，易水解。
与其他行业相比，发酵可达到显著的经济效益而且具有投资少、见效快的优点。

与传统发酵相比，现代发酵工程除了上述特性也有自身的优势。

除了微生物，我们也可以利用“工程菌”在和动物和植物细胞和酶的帮助下参与反应。该设备不仅是传统的发酵罐也是各种高水平的的连续化和自动化生物反应器，使发酵过程得到改进和创新。