生物的基本特征之一，是能够对外界的各种刺激作出反应。其所以能够如此，首先是由于生物能感受外界的各类刺激信号，并将这些信号转换成体内信息处理系统所能接收并处理的信号。例如，人能通过眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官将外界的光、声温度及其它各种化学和物理信号转换成人体内神经系统等信息处理系统能够接收和处理的信号。现代和未来的信息社会中，信息处理系统要对自然和社会的各种变化作出反应，首先需要通过传感器将外界的各种信息接下来并转换成信息系统中的信息处理单元（即计算机）能够接收和处理的信号。
传感器主要由信号感受器和信号转换器组成，它能够感受一定的信号并将这种信号转换成信息处理系统便于接收和处理的信号（如电信号和光信号）。例如，压力传感器能感受压力信号并将压力信号转换成电信号，湿度传感器能感受湿度的大小并将湿度大小转换成电信号等。
生物传感器是近几十年内发展起来的一种新的传感器技术。有人把21世纪称为生命科学的世纪，也有人把21世纪称为信息科学的世纪。生物传感器正是在生命科学和信息科学之间发展起来的一个交叉学科。
传统的传感器中，信号感受器完全是由非生命物质组成的。而生物传感器与传统的各种物理传感器和化学传感器的最大区别，在于生物传感器的感受器中含有生命物质。例如，将一定的植物细胞或动物细胞作为感觉器，可以制成各种细胞传感器；用生物组织作感受器可制成组织传感器（或称为组织电极）；将一些特定的细胞器从细胞里分离出来作为感受器，可制成细胞器传感器；将微生物作为感受器可制成生物传感器；而将生物分子如蛋白质、核酸等作为感受器，更成为当代生物传感器发展的主流。
生物传感器可以如上述的那样，依照其感受器中所采用的生命物质而称为组织传感器、细胞传感器、酶传感器等等，也可根据所监测的物理量、化学量或生物量而命名为热传感器、光传感器、胰岛素传感器等，还可根据其用途统称为免疫传感器。药物传感器等等。
生物传感器中的信号转换器，与传统的转换器并没有本质的区别。例如，可以利用电化学电极、场效应管、热每器件、压电器件、光电器件等器件作为生物传感器中的信号转换器。依照信号转换器的不同，也可将生物传感器进行分类，如压电晶体生物传感器、场效应管生物传感器等。
目前，生物传感器应用较多的领域是在医疗、医药、生物工程、环境保护、食品、农业、畜牧等与生命科学关系密切的一些领域。例如，临床上用免疫传感器等生物传感器来检测体液中的各种化学成分，为医生的诊断提供依据；生物工程产业中用生物传感器监测生物反应器内各种物理、化学、生物的参数变化以便加以控制；环境监测中用生物传感器监测大气和水中各种污染物质含量，食品行业中用生物传感器检测食品中营养成分和有害成分的含量、食品的新鲜程度等。随着社会的进一步信息化，生物传感器必将获得越来越广泛的应用。
生物传感器是一种多学科交叉的高技术领域，如何组织各方面的科技力量和财力、物力来推动这一高技术领域在我国的发展，不仅是对生物、信息、物理、化学、医学、微电子、材料等相关领域中科技人员的挑战，也是有关行政管理部门面临的一个课题。