미생물전기합성(Microbial electrosynthesis, MES)은 자가증식이 가능한 미생물촉매를 생물전기화학반응시 스템의 환원전극에 도입해 CO2를 환원시켜 아세트산 및 휘발산, Polyhydroxybutyrate (PHB) 및 Single cell protein (SCP)을 합성하는 기술이다. 전기에너지로 통합될 미래 에너지 플랫폼에서 전기에너지를 물질화할 수 있는 플랫폼 기술로 주목을 받고 있다. 최근 전극재료 및 반응시스템 개발, 합성생물학을 이용한 미생물 개량을 통해 목적 대사산 물의 생산 성능이 향상되고 있으며, 향후 Carbon Capture & Utilization (CCU) 기술로서 활용 가능성이 크다. 본 논문 에서는 미생물전기합성을 이용해 CO2로부터 각종 휘발산 생산, PHB 및 SCP 등 고부가물질 합성, 혐기성소화공정의 바이오가스 고순도화 기술 등 다양한 적용 분야에 대해 살펴보고자 한다. 미생물전기합성은 온실가스의 재활용 및 고부가화 기술로서 향후 지속가능한 공정개발에 기여할 것으로 기대된다.