知識密集型
傳感器的設計、制造和應用涉及壹系列科學和技術。以化學傳感器為例，敏感材料的設計涉及量子化學和納米科學等學科。合成這些材料需要熟悉超分子化學、主客體化學、分子篩化學和生物技術。膜的形成需要了解表面化學、界面物理學和分子組裝技術。轉換設備的開發需要使用微電子學、納米電子學、光電子學和精密加工技術。
高可靠性
由於這些傳感器是供人類使用的，因此必須萬無壹失。在美國這類用於臨床的傳感器由食品藥品管理局（FDA）正式批準，要求極為嚴格，需要證明長期使用對人體無害、無副作用，提供的監測數據也要絕對可靠。測量體液的傳感器應能抵抗體液的侵蝕並易於清潔，體內測量或植入式傳感器應與組織具有生物相容性並防止排異反應，這些都要求生物醫學傳感器具有高度的穩定性和可靠性。
精細工藝
高精度傳感器離不開精細工藝，例如，基於微納電子學集成制成的微納傳感器，需要特殊的半導體和聚合物加工工藝，才能在長時間浸泡下不產生滲漏和變形、敏感膜與器件表面的耦合需要精細的工藝，微納電極的制備需要借助精密儀器，需要機械方法和化學方法的密切配合。微納電極的制備需要借助精密儀器，需要機械方法和化學方法的密切配合。壹個好的傳感器既是產品，也是工藝。
發展特點包括：
1）床旁監測
通常的采樣、送檢到報告，最快也要半個多小時，這對搶救危重病人和做好手術時間極為不利。針對以上問題，現已研制出床邊監護用傳感器，床邊監護用傳感器應結構簡單、堅固、結實、輕便，可連續或半連續操作，便於-般醫護人員操作。
2）無損飛秒檢測
無損監測是病人最容易接受的監測方式，是當前生物醫學傳感技術中普遍關註的實際問題。利用經皮血氣傳感器對血氣（Po2、Pco2）進行無損監測，以及利用非采樣測量法（即通過泵送負壓使血液中的低分子滲出）對血糖、尿素等進行傳感，都取得了進展。
3）體內監測
體內監測可以實時、定點、動態、長期地觀察休息時發生的生理病理過程。體內監測提供的信息無與倫比。隨著傳感技術的發展，出現了各種各樣的體內監測技術：從體內向體外發射或傳輸信息的植入式傳感器；持續感知血管或心臟內血氣/離子的導管式傳感器。目前體內監測的主要問題是如何提高傳感器與組織的兼容性。
4）生物芯片和微流控技術
目前，醫院檢驗科配備的各種生化分析儀，體積龐大，價格昂貴（以萬美元計），絕大多數依賴進口。按照生物醫學工程省錢的發展理念，國內外都在重視開發低投入、高產出的檢驗設備，它具有價格低廉、操作攜帶方便等優點，其性能和價格比同類大型精密儀器--高出壹個數量級。早期診斷不能過多寄希望於影像設備，生化變化發生在機體變化之前，生物醫學傳感器可以實現對腫瘤標誌物等疾病的快速檢測。
5）細胞內監測
細胞是人體的基本單位，人體的主要生理生化過程都在細胞內進行，監測細胞內的離子和分子事件，已成為當前生命科學的熱門話題。用於監測離子事件的離子選擇性微電極（Ca、K、Na、C1、Mg、Li 等）技術已逐漸成熟，而用於監測分子事件的分子選擇性微電極正在開發中。
6）仿生傳感器
人體是各種傳感器的蕪雜之地，這些人體傳感器具有靈敏度高、選擇性好、集成度高和等待點多等特點，發展仿生傳感器應是生物醫學傳感技術發展的壹個重要方向。目前，各種感受器傳感器、神經元傳感器、仿神經元傳感器已經研制成功。直接利用生物材料作為生物傳感器存在的主要問題是，脫離了固有的微環境，活性物質容易丟失的話，解決這個問題的主要途徑是利用仿生化學人工修飾或合成敏感材料。
7）智能人工器官
智能人工胰腺的問世，為人工器官的智能化提供了先例。壹個器官與其他組織器官之間保持著多方面的聯系，現在的人工器官，只是賦予該器官單壹的功能，切斷了原有器官與其他組織器官的聯系。配備傳感系統、微系統或分子系統的智能人工器官有望保持正常器官的全部功能。同種異體器官移植面臨著難以克服的排斥反應問題，為植入的同種異體器官配備抗排斥反應分子系統是解決這壹問題的有效途徑。
8)飛秒基因檢測
基因調控細胞活動和人類生死，基因檢測被認為是當代生命科學的核心技術之壹。基因檢測目前使用傳統的生化方法、基因探針。這些方法的缺點是操作繁瑣、效率低，開發 DNA 和 RNA 傳感器是解決這些問題的有效途徑，這些研究正在積極進行中。
9）分子腦研究
腦活動的物質基礎是壹系列分子事件，主要是神經遞質和神經調節劑，對這些分子事件的監測是深化分子腦研究的重要手段。神經遞質和神經調節劑的特點之壹是，由於其含量極少（皮克級），很難在體內連續感知。從基因到蛋白質 "的研究是生命科學的核心問題之壹。此外，分子系統中的傳感器可以識別蛋白質，處理器可以確定基因（DNA 序列）的結構，執行器可以切割和剪接基因，即分子系統可以調控基因，影響生命過程，幹預生老病死。
10）人體監測傳感器網絡
體內監測，可以實時、定點、動態、長期地觀察休內發生的生理和病理過程。體內監測提供的信息無與倫比。隨著傳感技術的發展，出現了各種各樣的體內監測技術：從體內向體外發射或傳輸信息的植入式傳感器；持續感知血管內或心臟內血氣/離子的導管式傳感器。目前體內監測的主要問題是如何提高傳感器與組織的兼容性。