Preben Bach Holm er biolog med speciale i botanik (1973) fra Københavns Universitet. De næste 15 år beskæftigede han sig med krosomparring og overkrydsning under meiosen i en række forskellige organismer på Carlsberg Laboratorium, Fysiologisk Afdeling (PhD 1977, dr. scient 1981). I 1988 skiftede han til plantebioteknologi og fik til opgave at starte en gruppe op på Carlsberg Forsøgslaboratorium indenfor gensplejsning af byg. Det virkede. I 1996 skiftede han til en stilling som forskningsleder ved Danmarks JordbrugsForskning (nu Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet) med det formål at etablere en plantebioteknologisk facilitet på Forskningscenter Flakkebjerg. I 2000 blev han udnævnt til forskningsprofessor. Den plantebioteknologiske gruppe på Flakkebjerg omfatter 20-25 personer, der primært arbejder med at forstå og forbedre den ernæringsmæssige værdi af byg, hvede og rajgræs ved hjælp af en lang række genetiske og molekylærbiologiske teknikker, herunder gensplejsning og microarray analyser.

Preben Bach Holms publikationsliste omfatter omkring 65 artikler i internationale tidsskrifter samt en række review og tre patentansøgninger. Han har desuden været meget involveret i gensplejsningsdebatten og modtog i 2003 det Skandinaviske Selskab for Plantefysiologi's populariseringspris. Derudover har han deltaget i udarbejdelsen af en række rapporter og udredningsarbejder vedrørende Vandmiljøplan III, plantebioteknologi i udviklingslandende og sameksistens mellem gensplejsede, konventionelle og økologiske afgrøder. I 2007 blev han medlem af Forskningsrådet for Teknologi og Produktion.