ยาชีววัตถุ (Biologic drugs หรือ Biotherapeutics) เป็นยาที่ผลิตมาจาก โปรตีนหรือสารอื่น ๆ จากสิ่งมีชีวิต เช่นเซลล์ ไวรัสและแบคทีเรีย เป็นต้น โดยยาชีววัตถุจะเลียนแบบได้ใกล้เคียงกับสารในธรรมชาติที่มีในร่างกายมนุษย์ การวิจัยและพัฒนาในเรื่องนี้มีความซับซ้อน มากกว่าการวิจัยกลุ่มยาเคมี เพราะต้องเข้าในอย่างถ่องแท้ถึงพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต และ โมเลกุลที่สร้างขึ้นเพื่อที่จะทำให้เกิดสารที่สามารถบำบัดรักษาโรคได้

เช่นเดียวกับการพัฒนากลุ่มยาเคมี การพัฒนานวัตกรรมยาชีววัตถุ ประกอบด้วยการประดิษฐ์คิดค้นโมเลกุล การพัฒนาสูตรตำรับยา และการศึกษาปฏิกริยาต่ออวัยวะต่างๆ ในร่างกาย แต่ยาชีววัตถุมีความซับซ้อนกว่ากลุ่มยาเคมี เนื่องจากต้องใช้สารตั้งต้นจากสิ่งมีชีวิต ลักษณะเฉพาะในการขดตัวของโปรตีนจากสิ่งมีชีวิตเป็นต้น ซึ่งไวต่อการเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน และเป็นการยากที่จะผลิตออกมาเป็นจำนวนมาก

วัคซีนเป็นสารชีววัตถุประเภทหนึ่งที่ช่วยสร้างภูมิคุ้มกันของมนุษย์ วัคซีนผลิตจากสารก่อภูมิต้านทาน (Antigen) ซึ่งเป็นโปรตีนของสิ่งมีชีวิต จะกระตุ้นการสร้างภูมิต้านทาน (Antibody) เพื่อป้องกันโรค

การประดิษฐ์คิดค้นวัคซีน เริ่มจากการระบุสารก่อภูมิต้านทานและศึกษาโครงสร้างโปรตีนของสารก่อภูมิต้านทานดังกล่าว จากนั้นคัดเลือกสารก่อภูมิต้านทานที่น่าจะพัฒนาเป็นวัคซีนได้ มาทำการศึกษาความปลอดภัยเพื่อหาระดับสัดส่วนการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน ดังนั้นวัคซีนจึงมีคุณลักษณะเฉพาะของแต่ละชนิด

เมื่อพัฒนาสารก่อภูมิต้านทานและวัคซีนที่เหมาะสมและปลอดภัยได้แล้ว จะมีการยกระดับไปสู่การผลิตสารก่อภูมิต้านทานและพัฒนาสูตรตำรับที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย ทั้งนี้การยกระดับการผลิตจำนวนมากเป็นเรื่องยากสำหรับวัคซีนเช่นเดียวกับยาชีววัตถุ เพราะเกี่ยวข้องกับการใช้สารก่อภูมิต้านทานจากสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังมีการทำวิจัยเพิ่มเติมในการเลือกสายพันธ์ของเชื้อที่เหมาะสม เพื่อความมั่นคงในการผลิตและตอบสนองต่อความต้องการใช้วัคซีนทั่วโลก