生物傳感器是經30多年的研究而發展起來的一種新型傳感器，它只有在各種生物分子敏感材料發現后才能產生。發展到今天，已經商品化或正在研究的生物傳感器，從工作原理上來看，大致有如下幾種：
(1)將化學變化轉變成電信號
目前絕大部分生物傳感器的工作原理均屬此類。現以酶傳感器為例加以說明。
酶能催化持定物質發生反應.從而使特定物質的量有所增減。用能把這類物質的量的改變轉換為電信號的裝置和固定化的酶相輥合，即組成酶傳感器。常用的這類信號轉換裝置有酗nrk型氧電極、過氧化氫電極、氫離子電極、其他離子電極、氨氣敏電極、co2氣敏電極、離子敏場效應晶體管等。除酶以外，用固定化細胞.特別是微生物細胞、固定化細胞器、同樣可以組成相應的傳感器，其工作原理與酶相似。
當固定化的生物材料與相應的被測物作用時，常伴有熱的變化，即產生熱效應。然后.利用熱敏元件，如熱敏電阻、轉換為電阻等物理量的變化。例如大多數酶反應均有熱變化，一般在25-100kj/m
(3)將光效應轉變為電信號
有些生物物質，如過氧化氫兩，能催化過氧化氫/魯米諾體系發光，因此，如能將過氧化氫酶膜附著在光纖或光鍍二極管等光敏元件的前端，再用光電流檢測裝置，即可測定過氧化氫的含量。許多酌反應都伴有過氧化氫的產生，又如葡萄糖氧化酶(GOD)在催化葡萄糖氧化時也產生過氧化氫。因此把GoD和過氧化氫酶一起做成復合兩膜，則可利用上述方法測定葡萄糖。除酶傳感器外，也可依據上述原理組成兩標免疫傳感器。
(4)直接產生電信號
上述三種原理的生物傳感器，都是將分子識別無件中的生物敏感物質與待測物發生化學反應，所產生的化學或物理變化量通過信號轉換器變為電信號進行測量的.這些方式稱為間接測量方式。另有一種方式可使酶反應伴隨有電子轉移、微生細胞的氧化直接或通過電子傳送體作用在電極表面上直接產生電信號，因此稱為直接測量方式。