ההתפתחות הטכנולוגית הגדולה בשנות ה-90 הובילה להאצה בהתפתחות תחומי ההנדסה והמדעים. המחשבים החדשים והמשוכללים הסירו מכשולים רבים שעמדו בפני מהנדסים, ועד מהרה חדרו התפתחויות אלו גם לעולם הרפואה. השילוב בין טכנולוגיה ורפואה מוביל לפיתוח מכשירים מצילי חיים, המשמשים לביצוע פעולות כירורגיות מסובכות, אבחון מחלות, ליצירת קשר מידי בין רופא למטופל בעתות מצוקה ועוד. בין הכלים המפותחים בהנדסה ביו-רפואית: איברים ושתלים מלאכותיים, ציוד לצנתור והדמיה רפואית, רקמות מהונדסות, עזרים לנכים ועוד.

תכניות הלימודים לתואר מוסמך בהנדסה ביו-רפואית מובילה את הסטודנטים משלבת עקרונות הנדסיים ומדעיים עם לימודי ביולוגיה ורפואה במטרה לפתח מכשירים מתקדמים ומערכות מסייעות. ההנדסה בימינו יודעת לשלב מערכות לזיהוי חומרים יחד עם שיטות מתוחכמות למדידה, איסוף ואחסון מידע. היכולות הללו משמשות לחקר תאים, רקמות ואיברים ברמה שלא נודעה עד היום.

הנדסה ביו רפואית היא מקצוע רב-תחומי שמתפתח בזכות שיתוף הפעולה של מהנדסים, רופאים ומדענים, ומטרתה לספק פתרונות הנדסיים מתקדמים לבעיות רפואיות. מוסדות הלימוד השונים מציעים התמחויות במגמות רבות למדי, זאת במטרה לענות על הצרכים של המהנדסים בכל תחומי הביו רפואה ולהתאים לכמה שיותר אנשים שמתעניינים בלימודי התואר השני. חלק מהמגמות הבולטות הן: נוירוביולוגיה, ביו-אלקטרוניקה, מיקרוביולוגיה, ביו-חומרים.

תואר שני בהנדסת ביו רפואה מתקיים ברוב מוסדות הלימוד בשני מסלולים. המסלול הראשון הוא המסלול המחקרי אשר כולל הגשת עבודת תזה. מסיימי מסלול זה יוכלו להמשיך לאחריו ללימודי דוקטורט ולהשתלב במוסדות להשכלה גבוהה בסגל ההוראה והמחקר בתוך מרצים וחוקרים. המסלול השני הוא המסלול העיוני אשר מיועד לאלו אשר רוצים להרחיב את ידיעותיהם והשכלתם ולהפוך לאנשי מקצוע מיומנים. המסלול העיוני אינו כולל הגשת תזה אלא הגשת עבודת גמר שאיננה מחקרית או היבחנות בבחינת סיום.

לימודי תואר שני בהנדסה ביו-רפואית מתאימים לבוגרי תואר ראשון ממגוון תחומים: תואר ראשון בהנדסה ביו-רפואית, מדעי המחשב, הנדסת מכונות, הנדסת חשמל, פיזיקה ותחומים משיקים נוספים. הלימודים פונים לבוגרי תארים ראשונים אלו אשר מעוניינים לעשות אינטגרציה בין מספר תחומים מעולם המדעים המדויקים ומדעי הרפואה, להעשיר את ידיעותיהם בתחום, להעמיק במחקר אקדמי ושואפים לקחת חלק מההתקדמות הטכנולוגית פורצת הדרך בתחום המכשור הרפואי והביולוגיה בשנים האחרונות. 

כמו כן, בוגרים אשר שואפים בסופו של דבר להמשיך ללימודי דוקטורט ולאחריו להשתלב בסגל ההוראה והמחקר במוסדות להשכלה גבוהה, ייצטרכו לסיים תחילה תואר מוסמך בהנדסה ביו-רפואית במסלול המחקרי. בוגרים אשר סיימו את המסלול המקצועי יידרשו תחילה בהשלמות המכשירות אותם לביצוע מחקר עצמאי טרם לימודי הדוקטורט. 

משך לימודי תואר מוסמך אוניברסיטה בהנדסה ביו-רפואית עשוי להשתנות בין מוסדות הלימוד השונים אך בדרך כלל המסלול אורך כשנתיים. כאמור, הלימודים מתקיימים בשני מסלולים, כאשר המסלול הראשון הוא המסלול המחקרי אשר כולל הגשת עבודת גמר מחקרית (תזה) בסופו, והמסלול השני הינו המסלול המקצועי שאינו דורש הגשת תזה אלא פרויקט גמר שאינו מחקרי או היבחנות בבחינת סיום. לרוב המסלול המחקרי אורך זמן רב יותר וניתנות הארכות על מנת להשלים את כתיבת התזה. 

חשוב לציין כי מרבית מוסדות הלימוד מציעים השתלבות במסלול הלימודים במתכונת של לימודי ערב ולימודים בימי שישי בוקר. אפשרות זו מהווה יתרון עבור המעוניינים לרכוש הכשרה זו אך אין ביכולתם לפנות את יומם לטובת הלימודים עקב התחייבויות קודמות כמו עבודה, לימודים או כל התחייבות אחרת. כך יוכלו ללמוד בשעות ובזמנים המתאימים להם ביותר.

לימודי מוסמך בהנדסה ביו-רפואית הם לימודים מאתגרים ומרתקים, הם משלבים בתוכם אינטגרציה רחבה של נושאים אשר תסמיך את בוגריהם להיות אנשי מקצוע מהמעלה הראשונה. בין נושאי הלימוד השונים ניתן למצוא את הנושאים הבאים: ביומכניקה ואורטופדיה, ביומכניקה מולקולרית ותאית, מכניקה ומבנה של תאים, רקמות ואברים, דינמיקה של שלד ושרירים, חקר תנועה והליכה, משוב תחושתי, הנדסה שיקומית, גפיים מלאכותיות ומפרקים מלאכותיים, רקמות חיבור ורקמות תופחות, מבנה ותפקוד רקמות סחוסיות נורמליות ובמצבי הזדקנות, מחלות פרקים וגב, פוליאלקטרוליטים ומעבר של נוזלים ומומסים מטבוליטים, אותות ומערכות ביולוגיים, הדמיה רפואית, עיבוד תמונות רפואיות, אלקטרופיסיולוגיה, ביו-חומרים וביוטכנולוגיה, הנדסה ביוכימית ועוד. חשוב לציין כי נושאי הלימוד משתנים מעת לעת ובין מוסד לימודים אחד למשנהו ולכן מומלץ לעיין בסילבוס החוג טרם תחילת הלימודים. 

הנדסה ביו רפואית נחשבת למקצוע בהתפתחות ובגידול מואץ, המאפשר קידום לעמדות בכירות ואפשרויות לשכר גבוה. אפשרויות התעסוקה נמצאות, לרוב, בתחומים כגון: תאים, שיקום רקמות, גנטיקה, ביו-חומרים ומערכות פיזיולוגיות. מהנדסים ביו רפואיים מועסקים על ידי חברות רפואה וחברות מכשור רפואי כמנהלי מוצר, מנהלי פרויקטים, מפתחי מוצר וכמפתחי אלגוריתמיים לעיבוד אותות. מהנדסים ביו רפואיים המתמחים בפיתוח אלגוריתמיים ובאלקטרוניקה יכולים לעבוד גם במשרות שמחוץ לשדה הרפואי בחברות מחשבים ובגופי בטחון.

כמו כן, בוגרי תואר מוסמך אוניברסיטה בהנדסה ביו-רפואית אשר סיימו את לימודיהם במסלול המחקרי, הכולל הגשת עבודת גמר מחקרית (תזה), יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט בתחומם. בסיום לימודי הדוקטורט יוכלו הבוגרים להשתלב בצוות ההוראה והמחקר במוסדות להשכלה גבוהה. 

בוגרי תואר מוסמך אוניברסיטה בהנדסה ביו-רפואית המעוניינים להתמקצע בתחומם אף יותר יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט. לצורך הקבלה למסלול הדוקטורט יצטרכו הבוגרים להציג השיגים לימודיים ומחקריים גבוהים בתואר השני, ולהוכיח כי הם בעלי יכולות גבוהות לביצוע מחקר עצמאי. בנוסף, יצטרכו המועמדים להגיש הצעת מחקר לקראת בחינת המועמדות בפני ועדת בוחנים, וכן לעמוד בדרישות נוספות מטעם הפקולטות. בוגרי המסלול יוכלו להשתלב במחקרים מובילים ופורצי דרך בתחומם, וכן להשתלב בסגל האקדמי במוסדות להשכלה גבוהה. 

כמו כן, יוכלו בוגרי תואר שני בהנדסה ביו רפואית להשלים לימודי תעודת הוראה ולהשתלב בתחום ההוראה דרך משרד החינוך. במסגרת לימודי תעודת הוראה הבוגרים יוכשרו להעברת חומר הלימוד המבוקש לתלמידים תוך שימוש באסטרטגיות ומיומנויות הוראה שונות ומגוונות.