Un'altra applicazione dell'ingegneria genetica al servizio della protezione dell'ambiente è la biosintesi. Uno dei principali settori in cui si producono sostanze di alta qualità con l'aiuto di organismi transgenici è senza dubbio l'industria farmaceutica. Gli OGM sono utilizzati però anche per ottenere prodotti facendo ricorso a risorse rinnovabili invece che a materie prime fossili come il petrolio e il gas. In un progetto condotto su larga scala in Francia, i ricercatori stanno sviluppando prodotti chimici a partire dai cereali. Tra i possibili campi di applicazione rientrano i solventi, i materiali sintetici e rivestimenti stradali innovativi.

Alcuni microrganismi sono in grado di produrre piccole quantità di sostanze di riserva simili alla plastica. Mediante l'ingegneria genetica si può pilotare e aumentare la produzione microbica. Queste sostanze in plastica biodegradabile sono ideali per oggetti con una breve durata di vita, come buste della spesa e flaconi dello shampoo. Negli Stati Uniti esistono già delle imprese che fabbricano bioplastica su scala industriale, per esempio poliactide. Questa plastica biodegradabile è usata soprattutto nell'imballaggio di derrate alimentari, ma è presente anche nelle bottiglie dell'acqua, nei tappeti, nelle schede telefoniche e nelle auto - dal 1998 Toyota integra in alcuni suoi modelli delle componenti in bioplastica.

Per tessere le loro ragnatele, i ragni producono dei fili composti di proteine. I ricercatori sono riusciti a inserire un gene di questo tipo nel patrimonio genetico di un batterio. In grandi fermentatori, i microrganismi producono così un materiale che è estremamente robusto ed elastico. La seta di ragno può assorbire e rilasciare l'acqua come la lana, ed è biodegradabile. Il materiale prodotto con l'ingegneria genetica può esser utilizzato nell'industria tessile, nei rivestimenti di superficie e nella tecnica medica.