2008年，中国科学院与天津市政府共建的“中科院天津工业生物技术研究与发展中心”（现为中科院天津工业生物技术研究所）在钓鱼台国宾馆举行签字仪式，研发大楼在天津滨海新区奠基开工。这是国家级科研机构在天津成立的首个大型研发及产业化机构。中科院副院长陈竺、天津市副市长杨栋梁代表双方签约。陈竺在会后接受专访时介绍，中心研究将涉及第二、第三代生物能源，并涵盖转基因克隆等医学器官再造、转基因农作物等多方面领域。

陈竺指出，第一代生物能源（粮食乙醇）因与人争粮已被叫停，中心将直接跨入第二代生物能源，利用生物纤维素转化为能源，发展纤维素乙醇；同时开展木质素降解利用，展开第三代生物能源研究。原料多来自植物秸秆等废料，不会产生与人争粮的情况，有利于发展循环经济。在生物医学领域，中心将推动干细胞和再生医学，通过治疗性克隆等技术进行克隆器官移植等。中心到2010年基本形成基因工程、代谢工程、发酵工程、酶工程等为主线的新一代工业生物技术研发布局，实现多项生物材料、生物燃料和生物化学品的产业化转化。

截至2025年，中科院天津工业生物技术研究所已发展成为生物制造领域的核心力量。该所在纤维素乙醇技术方面取得了重大突破，建成年产万吨级的示范生产线，通过优化纤维素酶和酵母菌株，使乙醇转化率提升至理论值的90%以上。同时，在木质素高值化利用领域，开发了催化解聚技术，将木质素转化为芳香族化合物，用于生产高性能树脂和碳纤维前驱体。此外，研究所在合成生物学领域构建了非天然生物合成途径，实现了多种大宗化学品（如丁二酸、戊二胺）的生物制造，部分成果已进入产业化阶段。在再生医学方面，虽然研究所核心聚焦工业生物技术，但通过与中国科学院动物研究所等单位的合作，在干细胞培养和器官再生研究中贡献了关键生物材料和技术支持，推动了治疗性克隆的临床前进展。

该中心自成立以来，始终贯彻国家可持续发展战略，针对石油对外依存度超过70%的现状，不断推进可再生能源研发，减少污染物排放，促进资源循环利用。未来，研究所将重点攻关第三代生物能源（如直接利用太阳能和二氧化碳合成燃料），并深化“一推一拉”模式，即科学家的好奇心与国家战略需求相结合，加速科技成果向生产力转化。