Galvenās inženierijas lietojumprogrammas, kas saistītas ar bioloģijas un medicīnas jomām, ir pazīstamas kā bioinženierijas. Šī joma risina dažādas problēmas, kas pastāv bioloģiskajā zinātnieku aprindās, kā arī aptver visus biomedicīnas inženierijas un biotehnoloģijas aspektus. Būtībā viss, kas saistīts ar tehnoloģijām un inženierzinātnēm, kā arī dzīvām sistēmām, tiek uzskatīts par bioinženieru.
Ir izstrādātas un ieviestas vairākas dažādas metodoloģijas, lai sasniegtu labākos rezultātus bioloģiskajā inženierijā. Katru no šīm metodēm var izmantot medicīnas iekārtām, diagnostikas ierīcēm, biomateriāliem un citām medicīniskām un bioloģiskām vajadzībām. Metodiku daudzveidība ir atbalstījusi dažāda veida bioinženieru darba jomu attīstību.
Vispārīgajā dzīvības zinātņu jomā bioinženierzinātne ir saistīta ar vairākām disciplīnām. Molekulārā bioloģija izmanto bioinženieriju, lai palīdzētu pētīt molekulas ķīmijas un ģenētikas zinātnēs. Bioķīmija un citoloģija izmanto principus, lai palīdzētu pētīt dzīva organisma ķīmiskos procesus, tostarp šūnu komponentus un struktūru. Lietojumprogrammas tiek īstenotas arī mikroorganismu izpētē, kas pazīstami kā mikrobioloģija.
Medicīnas nozare izmanto bioinženieriju, lai identificētu zāļu mijiedarbību farmakoloģijas jomā. Imunoloģijas biomedicīnas zinātne to izmanto, lai palīdzētu analizēt imūnsistēmu un fizioloģijas traucējumus. Neirozinātne arī izmanto procesus smadzeņu pētījumos.
Zinātnes koncepciju 1954. gadā izstrādāja britu raidorganizācija Heinze Volfa. Kopš tā laika šajā jomā ir notikuši vairāki sasniegumi, kas kļuvuši par ikdienišķu cilvēku veselības aprūpes pasaulē. Gēnu inženierija ir panākusi ievērojamu progresu daudzu slimību iedzimtības izpratnē. Arī mākslīgo orgānu un ekstremitāšu jēdziens lielā mērā izriet no bioinženierijas. Piemērs tam ir mākslīgā sirds un protēzes, kas ir tieši identificētas kā lauka daļa.
Citi pielietojumi zinātnes jomā ietver ģenētiski modificētas pārtikas izstrādi. Vienkārša veģetācijas pielāgošana, lai iegūtu efektīvāku un ievērojamāku ražu, ir radījusi revolūciju pārtikas rūpniecībā. Arī citās inženierbūvēs tiek īstenoti inženiertehniskie principi, lai palīdzētu ar vēja aizsargiem, ūdens noteces aizsardzību, virszemes augsnes aizsardzību un citiem ekoloģiskiem uzlabojumiem.
Saskaņā ar Nacionālā veselības institūta datiem bioinženierzinātne ir viena no visstraujāk augošajām zinātnes un medicīnas jomām. Federālais darba statistikas birojs lēš, ka bioinženieru un biomedicīnas inženieru darba vietu skaits līdz 7,600. gadam katru gadu palielinās par aptuveni 2015. Tas ir gandrīz 32 procentu pieaugums katru gadu. Tiek lēsts, ka dažādām nozarēm, piemēram, ražošanai, farmācijai, veselības aprūpei un valdībai, ir lielāka vajadzība pēc cilvēkiem, kas pārzina šo jomu.