生物醫學工程的進展關係著大眾的健康，包括醫院裡最複雜的儀器設備如核磁共振成像、X射線、電子電腦斷層掃描，到安裝在人體的義肢、人造器官、心律監測儀等，都是因為生物醫學工程的進展而發明，不僅造福了廣大人群，也大大延長人類的壽命。換句話說，沒有醫學工程的發展，便無法實現醫學普及的目標。
生醫工程最終的產品是醫療器材，簡單來說是將工程師與醫學專家做結合，發展新的技術與設備，達到更快、更精准的診斷，或更有效的治療目標。再詳細一點地說，生醫工程是應用電學、機械、化學、光學和其他工程原理來瞭解、改造或控制生物系統，進而設計、製造具有監視生理功能和協助診斷、治療病人的醫療器材產品。
生醫工程專業和生物工程(Biological Engineering) 專業相關，很容易混淆，事實上也有部分研究或課程重疊。不過生物工程的重點在"物"，不在"醫"，也就是將生物及工程技術應用在開發產品，包括食品或農產品等。
生醫工程專業的核心課程包括電路學、工程力學、材料科學導論、程式語言、醫學工程導論、解剖學、生理學、生化概論、生物統計學等，涵蓋生醫電子、生醫資訊、和生醫材料等領域。
生醫工程的研究範圍相當廣，包含生物醫學成像和生物光子學(Biomedical Imaging and Biophotonics)、生物材料(Biomaterials)、生物力學(Biomechanics)、系統生物學(Systems Biology)、組織工程與再生醫學(Tissue Engineering and Regenerative Medicine)及計算醫學(Computational Medicine)等。
生物醫學成像診斷或治療儀器的開發，一直是生醫工程的核心，對人體或人體某個部份以非侵入方式取得內部組織影像的技術，過去的成果包括X射線、核磁共振成像、超聲波、心血管造影、正子斷層掃描等。目前課題包括開發新的演算法，通過對圖像形成的物理和統計進行建模，來提高圖像品質並減少輻射劑量、利用數學模型分析圖像資訊，用以理解疾病和治療疾病、開發新的成像技術，包括光學內窺鏡檢查，分子成像等。
生物光子學利用從紫外線、可見光、紅外線，到太赫茲區域的整個光譜中的光，來研究生物分子，細胞和組織的一門學科，可應用在蛋白質、細胞，或DNA做光學標記，用於早期疾病檢測或治療。
生物材料泛指具有生物相容性而可被應用於活體的天然或人工合成材料，約略可分為金屬、陶瓷、高分子有機聚合體以及複合性材料等四類。生物材料必須是無毒的、非致癌的、化學惰性的、穩定的，並且機械強度足以承受一生中的重複受力，因此瞭解生物材料的特性及設計，極其重要，而選擇的適當材料，可能是生物醫學工程師面臨的最困難的任務之一。
生物力學研究生物體的力學現象，包括肢體運動、神經肌肉控制、生物體內的血液迴圈、呼吸、骨骼力學、肌肉力學，器官力學現象等，而近期的趨勢由體外往體內發展，延伸至組織，與細胞。研究領域包括骨組織結構與受力分析、血液在血管及毛細血管網路中的流動現象、心臟瓣膜運動、生物材料製備、細胞，乃至分子層次的生物力學問題等。
生物力學還有一門次領域為運動生物力學(sport biomechanics)，是研究人體運動力學規律的科學，透過數學模型、計算器模擬，對動作進行分析，用以提高運動員表現。
系統生物學，不同于傳統生物學僅針對生物體的個別構成物質或個別生化反應進行研究，系統生物學則是對生物體的所有構成物質(如所有基因、所有蛋白質)，所有生化反應等進行整合性、全面性地研究，希望藉由數學模型來定量描述及預測細胞或生物體的表型與功能。
組織工程和再生醫學的研究旨在替換或修復因為疾病、創傷、遺傳，或染色體疾病或年齡而受損的組織和器官。再生醫學的重點是利用人體自身的再生能力，使其能夠自我修復並恢復其正常功能，所以研究包括清楚瞭解幹細胞的生理機制、如何生長，分化和死亡。組織工程的重點在於恢復，維持和改善受損組織和器官的功能。與再生醫學不同，組織工程專注于開發身體外的組織。
計算醫學應用數學、工程和計算科學來理解人類疾病的機制，並診斷和治療，作為臨床評估過程的一部分。核心方法是開發分子生物學、生理學和疾病解剖學的計算模型，希望設計最佳治療方法、發現新的藥物靶標，應用在包括心血管和神經疾病和癌症。
