北航生物医学工程学科有五个主要方向：

（1）生物力学与力学生物学

围绕骨肌、心血管、眼科、口腔、神经等重大临床问题，开展跨层次跨尺度生物力学与力学生物学研究，为临床疾病诊疗及医疗器械原始创新提供理论基础和技术支撑。

（2）生物材料与人工器官

致力于研究和开发用于诊断、治疗和替换人体组织、器官的新型生物材料和人工器官。该领域融合了材料科学、生物医学工程、分子生物学和临床医学等多学科知识，旨在提高生物材料的生物相容性、功能性和长期稳定性，以实现更好的治疗效果和患者生活质量。

（3）新一代成像与诊断技术

研制世界领先的新一代多维断层成像设备、医学影像大数据精准诊断系统等重点装备，从生物体的宏观、微观和介观多尺度上同时实现高灵敏、大深度、无辐射成像，满足临床中活体成像、精准定量观测和智能分析诊断的需求。

（4）新一代治疗与智能医学装备

攻关新一代医学虚拟现实技术、手术机器人技术、智能康复技术、生命支持技术，着力提升共性关键技术研发能力、核心部件加工及装配能力、复合型人才培养能力以及医工协同创新能力。

（5）空天医学工程与生命保障

研究航空、航天等特殊环境对人体健康的影响机制，以及相应损伤的预防、诊断和治疗方法，研究太空生存生命保障理论与技术，特殊环境生存安全防护技术和安全防护装备，以保障人员在特殊环境下健康、安全、舒适的生存和完成工作。