依托北京大学强大的医学、生命科学、理学、人文等学科，北京大学生物医学工程学科创建于2003 年，于2011 年经国务院学位办批准，设立生物医学工程一级学科博士点。生物医学工程系致力于推动先进医疗诊治技术的研发和临床转化，并以此为平台推动整个北大相关研发力量的优化整合，使北京大学成为引领国际医学新技术的创新源泉。
生物医学工程系的主要研究方向为：生物材料和再生医学、医学仪器和医学成像技术、精准医学和健康生物信息学。现有长江学者2 人，国家杰青4 人，国家优青1 人，以及一个国家自然科学基金创新群体，一个教育部工程研究中心。
生物医学工程系以国际前沿研究课题为主导研究方向，与世界顶尖高校建立了广泛而深入的合作。其中与美国一流大学如佐治亚理工、艾默里大学建立了国内唯一的博士生联合培养项目，引领中国教育改革新潮流。在教学上，参照麻省理工、哈佛大学、约翰霍普金斯大学、佐治亚理工等世界一流高校的办学模式，致力于培养生物医学工程领域的学科综合交叉、兼具国际视野与民族责任的高素质领军型人才。
