Las proteínas recombinantes son el producto más importante de la biotecnología industrial actual. Son indispensables en medicina (para diagnósticos y tratamientos), en las industrias alimentaria y química, y en la investigación. Las células vegetales combinan las ventajas del sistema de producción de proteínas eucariotas con la simplicidad y eficacia del sistema bacteriano. El uso de plantas para la producción de proteínas recombinantes es un área económicamente importante y prometedora que ha surgido como una alternativa a los enfoques tradicionales. Esta revisión discute las ventajas de los sistemas vegetales para la expresión de proteínas recombinantes utilizando los genomas nuclear, plastidial y mitocondrial. Se examinan las posibilidades, problemas y perspectivas de las modificaciones de las tres partes del genoma a la luz de la obtención de plantas productoras. Se describen ejemplos de uso exitoso de la plataforma de expresión nuclear para la producción de varios biofármacos, medicamentos veterinarios y proteínas tecnológicamente importantes, así como ejemplos de un alto rendimiento de proteínas recombinantes tras la modificación del genoma del cloroplasto. Se fundamenta la utilidad potencial de las mitocondrias vegetales como sistema de expresión para la producción de proteínas recombinantes y sus ventajas sobre el núcleo y los cloroplastos. Aunque estas oportunidades aún no se han explotado, se fundamenta la utilidad potencial de las mitocondrias vegetales como sistema de expresión para la producción de proteínas recombinantes y sus ventajas sobre el núcleo y los cloroplastos.