本发明涉及基因工程领域和微生物发酵领域，公开了一种产萜类化合物的重组菌株及其构建方法和发酵产萜类化合物的方法及应用。该重组菌株由出发菌株经基因工程改造获得，相比于出发菌株，重组菌株的多个细胞器中分别增强α‑葎草烯合酶的活性以及甲羟戊酸途径和乙酰辅酶A的通量，或者分别增强角鲨烯合酶的活性以及甲羟戊酸途径和乙酰辅酶A的通量；其中，重组菌株的多个细胞器包括细胞质和过氧化物酶体，细胞质和过氧化物酶体中分别含有编码α‑葎草烯合酶的基因，或者分别含有编码角鲨烯合酶的基因。本发明提供的重组菌株能够有效提高α‑葎草烯或者角鲨烯的产量，且具有原料再生、条件温和、绿色生产，不受时间、地点约束等优点。