生物医学工程一级学科覆盖的学科方向包括：生物医学仪器、生物医学信息学、生物医学影像学、生物医学材料、生物力学、神经信息工程、生物医学传感技术、医学物理、系统生物医学、细胞与组织工程、康复工程、生物医学光子学、生物热物理等。

1.生物医学仪器  围绕临床医学应用和其他生命科学研究需求，特别是在人类疾病的预防、诊断、治疗、监护和康复上，以及为在分子、细胞、组织、器官、生命系统等多层面研究 提供新方法、新技术、研制新仪器。

2.生物医学信息学  利用信息科学的基础理论、技术与手段，获取、分析、处理、挖掘、传输和综合利用医学和生物学数据、信息和知识。

3.生物医学影像学  运用物理学、电子学、计算机科学理论和技术，研究新的成像原理、 方法及影像后处理技术；结合临床医学，对疾病进行检测、诊断、治疗监控及疗效评估，并对 生命活动的规律进行研究。

4.生物医学材料  通过研究材料的组成、结构及性能与生物体之间的相互作用，制备具 有良好生物相容性和功能适配性的生物医学材料与制品。

5.生物力学  应用力学的基本原理与方法，结合医学和生物学来研究贯穿生物系统各个层次的力学机制与运动规律。

6.神经信息工程  研究从生理、心理和行为等方面多维神经信息的获取和非线性动力复杂系统的处理方法。应用于神经系统的评测和干预、脑—机接口工程、神经教育工程等。

7.生物医学传感技术  研究生物体信息的感知、获取方法与手段，研制各类传感器，并进行信息分析处理。

8.医学物理  研究生物体及其相关组织、细胞和分子在各种物理因素作用下，发生的结构和功能变化，以发展有效的疾病治疗手段。

9.系统生物医学  整合应用高通量组学技术以及疾病理论建模等现代生物学方法，以个性化诊疗和药物创制为目标，应用系统方法，探索建立疾病发生、发展的机理研究和预防及治疗的全新理论体系和创新技术平台。

10.细胞与组织工程  融合生命科学和工程学的技术与方法，将种子细胞、生长因子与支架材料相结合，研究构建相关组织和器官，用于人体组织的修复、替代、治疗与再生。

11.康复工程  以康复医学为基础，应用工程技术手段，研究人体功能评估、功能恢复与代偿，以及残障人护理的理论方法、关键技术和器械。

12.生物医学光子学  生物医学光子学是光学与生命科学相互渗透的交叉学科，从分子、细胞、组织、器官、系统等不同层次实时、在体、动态监测生命活动基本规律，从分子水平实现对疾病的早期诊断，利用光对生物组织的调控，以实现对疾病的治疗。

13.生物热物理  运用传热传质学、热力学、流体力学的基本原理和方法，结合生物学， 多层次地研究生命系统中的热物理问题，探索研究热物理在细胞、组织、器官保存及疾病治疗的方法与关键技术。