生物反應器中常常采用機械攪拌式反應器，例如頭孢菌素生產過程中用到的種子罐和主發酵罐常來用機械攪拌。
生物反應與化學反應的不同點在于它們所處理的對象不同，以細胞生物反應器(俗稱發酵罐)為例；
發酵罐所處理的對象是微生物，它的繁殖、生長，與化學反應過程有很大的區別。
(1)生物反應器都在多相體系中進行。絕大多數生物反應體系包括氣液固三相；
即空氣或CO2等氣體產物、液態培養基和生物細胞及其載體顆粒，如青霉素、鏈霉素、頭孢菌素等醫藥產品。發酵液的特點如下：
①黏度是變化的。
發酵開始時，發酵液的黏度一般不大，流體屬牛頓型流體，隨著發酵的進行；
菌體不斷繁殖和代謝物的不斷產生，發酵液的黏度不斷增加，流體從牛頓型流體變成非牛頓型流體。
②生物顆粒具有生命活力。
它從環境中提取營養、獲得能量、自我繁殖。
其形態可能隨著加工過程的進行而變化，如從絲狀變為圓球狀，從單細胞到絮凝細胞團等。
(2)大多數生物顆粒對剪切力非常敏感。
剪切作用可能影響細胞的生成速率和組成比例，因此對攪拌產生的剪切力要進行控制。
(3)大多數微生物發酵需要氧氣。
氧氣對需氧菌的培養至關重要，只要短暫缺氧，就會導致菌體的失活或死亡。
而氧在水中溶解度極低， 因此氧氣的供應就成為十分突出的問題。