生物系统工程起初为生态系统工程、生物加工等，20世纪90年代未重新定义为生态、器官、细胞和分子层次生物系统的
系统生物工程，从而成为
系统生物学的工程应用学科。
近40年来，
生命科学的发展极为迅速，而且生命科学与工程技术的结合已经越来越密切，利用工程技术可以对生物生产作数量预测，并对其生长过程进行控制。同时，以生物学为基础的生物生产及其产品加工的工程问题也接踵而来。
生物系统工程专业也就应运而生。1996年-1999年中科院学者（ZengBj）在国际上推动系统生物科学与工程发展，同时采用“systems biological engineering”和“biosystems engineering”并重新定义为生态、器官、细胞和分子层次的生物系统工程，21世纪
瑞士建立基于系统生物学的“biosystems science and engineering”系，也就是生物系统工程与系统生物工程同一化而成为了系统生物学的工程应用学科。
今后10年，生物技术发展的结果将是各种工程师与生物科学家互相合作来完成同一项研究项目，如：需要由生物学家与传统的专业工程师(如机械工程师、电气工程师、化学工程师及土木工程师等)共同参与来研究动物废弃物问题，这就需要一类能解决生物学与工程相关联的问题的特殊工程师，他们既懂生物学家的语言又懂工程师的语言，能同这两方面的人交往，并熟悉两方面解决问题的方式。这种复合型人才就是生物系统工程学科所要培养的高级专门人才——生物系统工程师。生物系统工程师是以生物学为基础的独特的工程师，除了像一般工程师一样，把数、理、化作为基础以外，他们还应对生物学的潜在应用有全方位的了解，是既具备高等工程学科的良好基础，又具备生物学的良好基础的复合型人才，能够将先进的工程原理与设计应用于生物系统中，解决与生物生产和加工相关的工程问题，改善生物生产手段和生物生长环境，控制生物生长过程和生物物料的加工过程，设计提高人们生活质量的生物系统，为生物资源的合理利用提供先进的工程技术手段和装备。由于所培养的生物系统工程师知识交叉，基础宽厚，既具有生物科学知识背景又具有工程技术背景，懂得生物学家和专业工程师双方的语言，所以他们又具备与生物学家和其他专业工程师(如土木、化学、机械和电气等)一道工作的能力，是专业工程师和生物学家沟通的桥梁，有能力承担跨学科、跨专业的重大交叉项目或工程，成为组织和协调生物学家与专业工程师共同工作的组织者和领导者。
该专业主要有工程生物学、生物系统控制工程、生物系统传输过程、生物物料学、生物系统模拟、生物生产机器人、测试技术与
生物传感器、微机原理及应用，管理信息系统、计算机图像处理、精细农业与3S技术、控制理论、生物环境工程、系统分析与系统管理、管理信息系统和生物环境检测技术等。
生物系统工程专业是综合运用工程技术、生物科学和
信息技术，以生物生产以及相关的环境、装备和工程设施为研究对象，为生物的生产、加工与资源的合理利用服务的一门工程技术类学科。生物系统工程专业并不是研究生物学本身的发展规律，也不是生物学知识在某一特定领域的应用，而是通过了解生物学的知识和发展规律，应用工程技术、信息技术和管理技术，为生物生长创造最适宜的生长环境，提高生物的生产效率，并使资源得到最合理的利用。本专业除为农业服务外，还将为生物资源的合理利用、生物制品的加工和建立能提高人们生活质量的生物系统提供先进的工程技术手段和装备。由以上生物系统工程专业的定义与服务目标可以看出，生物系统工程专业的内涵是明确的，与生物工程或生物技术等截然不同。而且，本专业的设立能促进工程技术与生物技术进一步交叉，为生物类学科的发展提供工程技术手段和设施。
生物系统工程师的培养从教授数、理、化、生物学等基础科学开始，再培养工程分析与综合的方法论，最后引导到专业应用，培养其分析与设计能力。通过这样的培养使得生物系统工程师不仅具有生物学家所需要的描述和联想的能力，而且具备工程师所需要的计算和构思的能力，而且了解工程手段对植物、动物、人类和环境的潜在影响，生物系统工程师在专业上所具备的这种柔性与适应能力将会使用人单位感受到他们的实力所在，使他们在就业竞争中处于独一无二的有利地位，其就业领域也将非常广阔。生物系统工程师可以在以下众多领域寻找就业机会，如：生物加工工程、生态系统工程、食品工程、园艺工程、农业工程、动物系统工程、水产工程、人类工程、医学工程、微生物系统工程、残疾人康复工程、水资源和环境工程，等等。而且，随着生命科学的发展，人们对生物系统的了解进一步深入，操纵和控制生物系统的能力进一步加强，生物系统工程师的就业前景也将更加美好。