תוכנית הלימודים מקנה לסטודנטים רקע בסיסי מעמיק במדעי יסוד וידע רחב בהנדסה, במדעי החיים וברפואה. תשתית מגוונת זו מאפשרת לבוגרים לתפוס מקום מרכזי בתעשיית ההיי-טק על תחומיה השונים, במכוני מחקר ביו-רפואי, בבתי-חולים ובארגוני בריאות ממשלתיים ובינלאומיים.
תוכנית הלימודים מורכבת מקורסי חובה, ממגוון רחב של קורסי בחירה בתחומי התמחות ומקורסי בחירה חופשית. קורסי החובה הם במדעי היסוד (מתמטיקה, פיזיקה, כימיה ומחשבים), במדעי החיים וברפואה (אנטומיה, ביוכימיה, ביולוגיה של התא ופיזיולוגיה), במקצועות הנדסיים, המיועדים לתת בסיס הנדסי רחב במכניקה, באלקטרוניקה ובקרה, בביו-חומרים ובתופעות הסעה, ובמקצועות של הפקולטה בתחום ההנדסה הביו-רפואית (תופעות ביו-חשמליות, בקרה פיזיולוגית, מכניקה של תאים ורקמות וכו').
בתוכנית משולבים קורסים שמטרתם להעניק לסטודנטים ניסיון מעשי ומעבדתי ולעודד יצירתיות, ביניהם ארבעה קורסי מעבדה ושני קורסי פרויקט בהם מיישמים הסטודנטים ידע הנדסי שרכשו בתכן של מכשור ומערכות ביו-רפואיות. בנוסף, מתקיים קורס פרויקט הנדסי-קליני במחלקות קליניות בבתי-החולים, שחושף בפני הסטודנטים את סביבת העבודה הקלינית ומעלה צרכים הנדסיים שדורשים מענה.
קורסי הבחירה נועדו לאפשר לסטודנטים להתמקצע בתחומים ספציפיים. רשימת קורסי הבחירה כוללת מגוון של נושאים כגון: מכשור דיאגנוסטי וטיפולי | טכניקות לא חודרניות | טכניקות הדמיה | עיבוד אותות ועיבוד תמונות ברפואה | בקרה פיזיולוגית | שימושי אופטיקה ואולטרסאונד בהדמיה וטיפול | מערכות השלד, השרירים והמפרקים | ביומכניקה אורתופדית ושיקומית | הנדסת הרקמה והתא | איברים ועזרים מלאכותיים | מערכות זרימה ביולוגיות | מערכות נשימה | מערכות ביו-חיישנים | הנדסה ביוכימית | הנדסה מולקולרית | הנדסת רקמות | ביוסנסורים | איברים מטבוליים מלאכותיים | שחרור מבוקר של תרופות.
כל סטודנט הלומד בטכניון תואר בהנדסה ביו-רפואית יבחר להתמחות ב-2 תחומי התמחות* לפחות בנוסף למקצועות החובה:
- הדמיה ואותות רפואיים – מכשור דיאגנוסטי וטיפולי, טכניקות לא חודרניות, טכניקות הדמיה, עיבוד אותות ועיבוד תמונות ברפואה, בקרה פיזיולוגית, שימושי אופטיקה ואולטרסאונד.
- ביומכניקה וזרימה – ביומכניקה של תאים ורקמות, זרימה במערכות ביולוגיות, איברים מלאכותיים, שתלים פנימיים, שיקום אורתופדי/נוירולוגי, הנדסה שיקומית, ציוד ועזרים לבעלי מוגבלויות, חקר המוח.
- הנדסת רקמות וביו-חומרים – הדפסה תלת-מימדית של איברים ורקמות, שימוש בתאי גזע, פיתוח ננו-חלקיקים וביו-חומרים רפואיים, ביוסנסורים, איבר על שבב, שחרור מבוקר של תרופות.
- ביופיזיקה רפואית – מיקרוסקופיה ודימות אופטי, שיטות חישה ביו-מולקולריות, אבחון רפואי מבוסס ביו-מרקרים, ביופסיה נוזלית, ביולוגיה מבנית, גנומיקה ופרוטואומיקה.
* תחומי התמחות אינם מצויינים על גבי תעודת הגמר