微生物的工业化发酵主要包括3个技术领域：菌种选育、发酵工艺、分离提取工艺。菌种选育能够提高工业化发酵的产量、改进菌种性能、产生新的发酵产物、去除多余组分。选育技术有自然选育、诱变育种、原生质体技术育种和基因工程技术育种。选择适合生产的优良菌株，并优化菌株培养条件，包括培养基成分、培养pH值、培养温度、培养时间等方面的调整，以提高菌株的生长速度和代谢产物的产量。
工业化生产发酵工艺可采用固体发酵或液体发酵两种方式，固体发酵多用于生物有机肥的生产上，企业大多使用槽式堆置进行发酵，其中有两个环节涉及到微生物的使用，一方面，是在腐熟过程中加入促进物料分解、腐熟兼具除臭功能的非病原腐熟菌剂，多由复合菌系组成，常见菌种有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、青霉、木霉、根霉等；另一方面，是在物料腐熟后加入的功能菌，以固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌、乳酸菌、假单孢菌、芽孢杆菌、放线菌、光合细菌等为主，在产品中发挥特定的肥料效应。
在发酵、腐熟过程中需要考虑物料的水分、养分的碳氮比、温度的调节及腐熟剂的使用等。彻底腐熟后，大多数企业会选择加入部分无机养分或者加入功能菌剂进行复配、定型，产品剂型以粉剂为主。后处理多采用造粒技术，圆盘造粒是主要方式，也有采用滚筒造粒或挤压造粒。在固态发酵中，一个重要的考虑因素是总体微生物活性和生物量和孢子产量作为发酵过程模式的函数。与使用相同培养基的深层发酵相比，固态发酵的代谢产物可以在更短的时间内实现更高产量，且其产生的孢子在冷冻后具有更高的稳定性和发芽率，并且更耐脱水，这有利于其配制。固态发酵条件最接近自然环境，且可以直接应用最终产品，无需特殊的配制程序。
在液体深层发酵的情况下，溶解氧尤其重要，使用发酵罐时，溶解在培养基中的氧可以通过控制气流或搅拌器速度来控制。与固态发酵相比，在深层发酵条件下生长的真菌对分解代谢物抑制表现出更高的敏感性。液体发酵工艺的优化一般从实验室摇瓶发酵开始，优化培养基配方及培养条件，然后在10L左右的小发酵罐进行中试，再到生产车间的大发酵罐进行终试，试验期间需定期取样测定有效活菌数并观察芽孢数量，以便确定最优发酵时长，发酵后的菌液通常经过喷雾干燥后成为菌粉，以便保存或复配。
