酵素是一種具有催化化學反應功能的生物觸媒，不論是在生物體內或在工業應用上，這種本質為蛋白質的分子扮演了極重要的角色。以酵素為催化劑來進行生物轉化具有許多優點，包括高轉化效率、高專一性、且天然低污染、低耗能、和低設備成本等。蛋白質工程是分子生物學在二十世紀末的一項重大發展，其理論基礎乃建立於蛋白質是基因的產物，凡是利用基因工程技術導致基因的改變，都有可能改變蛋白質分子的構造及其功能。因此，利用蛋白質工程技術可以促進酵素在基礎研究及工業應用上的長足進步。1990年代末期，科學家已經可以依據他們的期望來重新設計這些蛋白質分子，「定向演化」(directed evolution)便是一種開發酵素新功能的重要技術，它能創造出酵素分子本身在自然環境中不曾具有的功能，而這種技術與傳統的「合理設計與改造」(rational design)技術恰好相反，傳統的技術必須先對分子層面的資訊（例如蛋白質結構）有所了解，再利用電腦的模擬輔助進行蛋白質工程，例如進行定位突變(site-directed mutagenesis)的實驗工作，以期得到性質改善的酵素；然而酵素定向演化則捨棄對分子層面資訊的了解，直接利用快速的突變技術，篩選出符合需要的新酵素。本文章將介紹酵素定向演化的重要性、以及如何在試管中進行定向演化，以創造出有用的生物觸媒。