生物催化剂传统依赖培养的筛选方法其实损失了绝大部分微生物资源。由于占群落中绝大部分的微生物不能培养，使得科学家发展了一种新方法。这种方法不需要预先培养就能开发这些微生物的基因组以用于生物技术。这一令人兴奋的研究领域被称为宏基因组学。宏基因组是指特定环境全部生物遗传物质总和，决定生物群体生命现象。

从来源于宏基因组DNA构建的文库中筛选新生物催化剂或基因的策略有两种：基于活性（功能）的筛选和基于序列的筛选。无论是那种方法都要首先用合适的载体和宿主构建DNA文库，构建小片段（<10kb）文库可使用常规的克隆载体，但这种文库难以检测到大基因簇和操纵子，为了突破这种限制，研究者开始构建大片段基因文库。常用的载体为柯斯质粒（允许插入片段的长度为25～35 kb）和BAC （约200kb）。大肠杆菌仍是最常用的宿主菌。

基于活性的筛选首先要确定能表达出所需特性的克隆，然后通过序列和生化分析表征这些克隆，这种方法能较快地找到可用于工农业和医药的蛋白质和天然产物。另一种基于序列筛选的手段是对宏基因组克隆进行测序，无论是全部或随机测序都是一种发现新基因的有效手段。

两种筛选方法各有优缺点，互相补充，将二者巧妙结合就能从天然分子库巾取得最大收获。