微生物发酵又称微生物工程，是生物工程的重要组成部分和基础，是利用微生物的作用和现代工程技术，实现有用物质转化为工业生产或其他工业过程的科学技术体系，以微生物学、生物化学、遗传学等理论为基础，开发天然微生物资源及其全部潜在功能，并应用于生产实践。
CO2是微生物的代谢产物，也是某些合成代谢的底物，是细胞代谢的重要指标，二氧化碳也会影响微生物的发酵。例如，精氨酸发酵需要一定的二氧化碳分压才能获得最大产率。二氧化碳的最佳分压约为0.12*105Pa，高于或低于此分压，产率都会降低，而且二氧化碳对红霉素的合成也有明显的抑制作用。四环素发酵也有一个最佳的二氧化碳分压，在此分压下产率可达到最高。
除上述对细菌的生长、形态和产物合成的影响外，二氧化碳还影响培养基的酸碱平衡。二氧化碳对细胞的作用机制，主要是二氧化碳及碳酸氢根离子都 影响细胞膜的结构，它分别作用于细胞膜的不同位点，溶解于培养液中的二氧化碳主要作用在细胞膜的脂质核心部位，碳酸氢根离子影响细胞膜的蛋白，当细胞膜的脂质相中的二氧化碳浓度达到临界值时，膜的流动性及表面电荷密度就发生改变，使许多基质的膜运输受到阻碍，影响细胞膜的运输效率，导致细胞处于麻醉状态，细胞生长受到抑制，形态发生改变。
当细胞膜脂质中的CO2浓度达到临界值时，膜的流动性和表面电荷密度发生变化。这会导致许多底物被膜转运受阻，影响细胞膜的转运效率，使细胞处于“麻醉”状态，生长受到抑制，并发生形态学改变。
在微生物细胞发酵实验过程中可以使用二氧化碳传感器来监测CO2浓度，避免其浓度变化影响发酵结果，工采网推荐以下两款：
英国GSS 新型超快速CO2传感器 - SprintIR6S，是专门为快速捕获二氧化碳浓度变化的应用需求而设计的，其响应速度是任何其他NDIR CO2传感器无法比拟，适用于0-100％的CO2浓度测量。
低功耗的微型红外二氧化碳传感器- MINIR/ExplorIR-M，超低功率3.5mW，测量范围从 0 到 100%，供电电压 3.3v。
大量程CO2传感器COZIR-W/ExplorIR-W等型号，并可选配温度和湿度输出。 量程分别是 0-5%， 0-20%， 0-60%和 0-100%，刷新率稍低，但是也适合应用于培养箱，还能用于像潜水，工业安全和汽车制造行业。
