生物传感器由分子识别部分（敏感元件）和转换部分（换能器）构成：
1. 以分子识别部分去识别被测目标，是可以引起某种物理变化或化学变化的主要功能元件。分子识别部分是生物传感器选择性测定的基础。
2. 把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器）。

各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。

生物传感器实现以下三个功能：
1. 感受：提取出动植物发挥感知作用的生物材料，包括：生物组织、微生物、细胞器、酶、抗体、抗原、核酸、DNA等。实现生物材料或类生物材料的批量生产，反复利用，降低检测的难度和成本。
2. 观察：将生物材料感受到的持续、有规律的信息转换为人们可以理解的信息。
3. 反应：将信息通过光学、压电、电化学、温度、电磁等方式展示给人们，为人们的决策提供依据。