Program Studi S3 Bioteknologi merupakan salah satu Program Studi di dalam Sekolah Pascasarjana Universitas Gadjah Mada. Pendirian Program Studi ini berawal dari pendirian Pusat Antar Universitas (PAU) Bioteknologi UGM yang merupakan proyek pengembangan bidang Bioteknologi Indonesia di bawah Dirjen Pendidikan Tinggi. PAU Bioteknologi UGM didirikan pada tahun 1985 berdasarkan Keputusan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan RI nomor: 909/D/T/1986 tanggal 15 Mei 1986 dengan menggunakan dana bantuan Bank Dunia XVII dari tahun 1986 sampai tahun 1995. PAU Bioteknologi UGM merupakan salah satu dari tiga PAU Bioteknologi di Indonesia.

Sejak ditetapkannya SK Rektor UGM nomor: 25/P/SK/HKTL/2001 tanggal 03 Juli 2001 tentang Perubahan/Penetapan Pusat-Pusat di Lingkungan Universitas Gadjah Mada menjadi Pusat Studi, maka PAU Bioteknologi UGM berubah menjadi Pusat Studi Bioteknologi UGM. Berdasarkan Keputusan Direktur Program Pascasarjana Universitas Gadjah Mada Nomor : 01/J01.4/OT/SK/3, Program S3 Bioteknologi dikelola dalam Program Studi S3 Bioteknologi di tahun 2003. Program Studi S3 Bioteknologi melibatkan bidang ilmu maupun tenaga pendidik yang sangat bervariasi dari berbagai Fakultas di lingkungan UGM, oleh karena itu Program Studi S3 Bioteknologi digolongkan ke dalam program studi multidisiplin dan pengelolaannya dibawah Sekolah Pascasarjana UGM berdasarkan SK Rektor 89/P/SK/HT/2006.