與傳統育種技術不同的是，它旨在通過合理組合細胞代謝途徑和重建代謝網絡來改善生物的遺傳性狀。代謝工程涉及生理學、生物化學、分子生物學等學科，壹般遵循以下基本原則。
①細胞物質的代謝規律和代謝網絡的生化原理，從而提供生物的基本代謝圖譜和生化反應的分子機制。
②細胞生理狀態平衡的細胞生理學原理提供了對細胞代謝機制的全面描述。
(3)細胞代謝流驅動力的酶學原理，包括酶反應動力學、變構抑制效應、修飾激活效應等。
提高目標產物在正常生物細胞中的代謝流的現有途徑，對於特定產物的生物合成途徑，可以從以下幾個方面增加目標產物的積累:增加限速步驟中酶編碼基因的拷貝數；加強以啟動子為主的關鍵基因表達體系；提高靶途徑激活因子的合成速率；滅活靶途徑抑制劑的編碼基因；阻斷與靶途徑競爭的代謝途徑。