畜牧生物工程突出了传统的畜牧学科与生物技术科学的交叉和渗透，研究对象和研究范围涉及的相关学科领域广泛。主要研究方向有：

1.分子遗传与动物基因工程研究方向

主要研究内容包括分子遗传标记技术、基因诊断技术、标记辅助选择技术、生物信息学技术。

2.哺乳动物配子和胚胎生物工程研究方向

研究胚胎移植、胚胎冷冻、胚胎分割、体外受精及单精子注射（ICSI）、性别控制、嵌合体动物生产、胚胎干细胞分离和培养、细胞核移植以及转基因动物生产等。

3.分子营养与饲料生物技术研究方向

利用现代生物技术手段在分子水平上研究营养素的作用以及代谢调控的分子机理，利用现代生物工程技术(包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程)研究开发新型饲料资源和绿色安全高效的饲料添加剂。

4.草种生物工程研究方向

研究利用现代生物技术手段(包括基因工程、细胞工程)培育牧草新品种，牧草种子生产技术以及牧草种子检验理论与技术等。

5.畜牧环境工程研究方向

利用现代工程技术手段研究调控和控制畜禽舍的环境，研究畜牧生产与环境的关系等。