在各種表達系統中，最早被采用進行研究的是大腸桿菌表達系統，也是目前掌握最為成熟的表達系統，大腸桿菌表達系統以其細胞繁殖快速產量高、IPTG誘導表達相對簡便等優點成為生產重組蛋白的最常用的系統。
對於表達不同的蛋白，需要采用不同的載體。目前已知的大腸桿菌的表達載體可分為非融合型表達載體和融合型表達載體兩種。非融合表達是將外源基因插到表達載體強啟動子和有效核糖體結合位點序列下遊，以外源基因mRNA的AUG為起始翻譯，表達產物在序列上與天然的目的蛋白壹致。融合表達是將目的蛋白或多肽與另壹個蛋白質或多肽片段的DNA序列融合並在菌體內表達。融合型表達的載體包括分泌表達載體、帶純化標簽的表達載體、表面呈現表達載體、帶伴侶的表達載體。
大腸桿菌表達系統優點在於遺傳背景清楚、繁殖快、成本低、表達量高、表達產物容易純化、穩定性好、抗汙染能力強以及適用範圍廣等。