生物工程系统，也称为生物系统工程，是一门 综合性应用学科。它结合了生物学（特别是分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术，与化工、机械、电子计算机等现代工程技术相结合，通过操纵遗传物质，改造生物或其功能，创造新物种，并通过生物反应器大规模培养生产有用代谢产物或发挥其独特生理功能。

生物工程系统的核心在于利用工程学的法则、技术和组织方法，以应对生物学及医学范畴上的种种新挑战。它应用了数学、物理的法则，以及工程学本身的解析及综合方法学，人工再现生物的整个生命进程或者生命进程中的一部分。

进入20世纪90年代，基于系统论的生物工程，即系统生物工程的概念诞生。这一概念强调从整体系统的角度出发，综合考虑生物体内各个组成部分的相互作用和协调机制，进一步推动了生物工程技术的发展和应用。

生物系统工程师是以生物学为基础的独特的工程师，除了像一般工程师一样，把数、理、化作为基础以外，他们还应对生物学的潜在应用有全方位的了解，是既具备高等工程学科的良好基础，又具备生物学的良好基础的复合型人才。他们能够将先进的工程原理与设计应用于生物系统中，解决与生物生产和加工相关的工程问题，改善生物生产手段和生物生长环境，控制生物生长过程和生物物料的加工过程，设计提高人们生活质量的生物系统，为生物资源的合理利用提供先进的工程技术手段和装备。