Insbesondere im sogenannten nachsorgenden Umweltschutz spielen biotechnologische Methoden eine wichtige Rolle. So erfolgt die Reinigung der kommunalen Abwässer hauptsächlich in biologischen Kläranlagen durch mikrobiellen Abbau der organischen Bestandteile. Auch zur industriellen Abluftreinigung und zur Elimination unangenehmer Gerüche werden biologische Methoden inzwischen standardmäßig eingesetzt. In Biofiltern wachsen spezielle Mikroorganismen auf festen Trägermaterialien und reinigen Abluftströme durch aeroben Abbau der Luftschadstoffe. Bio- und Grüngutabfälle werden in Biogasanlagen ebenfalls durch spezielle Mikroorganismen anaerob zu Biogas umgesetzt – einem methanhaltigen Gasgemisch, welches im Anschluss energetisch genutzt wird. Biotechnologische Verfahren tragen auch zur Lösung besonders heikler Umweltprobleme bei. Beispielsweise setzen Wissenschaftler aus Tübingen mineralbildende Bakterien ein, um das hochgiftige Schwermetall Arsen im Wasser abzubauen und verseuchte Trinkwasservorkommen zu reinigen. Ebenfalls aus Baden-Württemberg stammt eine In-situ-Technik zur Sanierung kontaminierter Böden. Dabei werden natürlicherweise im Boden vorkommende Mikroorganismen in mehreren Schritten so aktiviert, dass sie nach und nach ganze Cocktails giftiger Substanzen abbauen.

Am besten ist es jedoch, wenn Umweltschäden gar nicht erst entstehen. Hier setzt das Konzept des präventiven und produktionsintegrierten Umweltschutzes (PIUS) an. Es gilt, industrielle Produktionsprozesse so zu verändern, dass Schadstoffemissionen und der Verbrauch von Rohstoffen und Energie schon während des Prozesses minimiert werden. Gerade durch Einbeziehung biotechnologischer Teilschritte lassen sich dabei enorme Erfolge erzielen. So können oftmals fossile durch nachwachsende Rohstoffe ersetzt und Schadstoffemissionen in Abwässer und Abluft deutlich vermindert oder sogar völlig vermieden werden.