Biotibbi Mühəndislik İnstitutunda müvafiq istiqamətlər üzrə doktorant və magistrantların elmi işləri həyata keçirilir. Aparılan elmi tədqiqatların nəticələri müntəzəm olaraq müxtəlif elmi jurnallarda, o cümlədən xarici nəşrlərdə dərc olunur. Magistr dissertasiyaları və doktorluq dissertasiyalarının mövzuları institutun həyata keçirdiyi layihələrə və səhiyyə sektorunun tələblərinə uyğun olaraq müəyyən edilir.​

İnstitutda biotibbi mühəndislik sahəsində elmi tədqiqatların aparılması, data mühəndisliyi və süni intellekt həllərinin yaradılması istiqamətində tədqiqatlar formalaşdırılır və kadr hazırlığı həyata keçirilir. Xüsusilə, bu sahədə doktorantlara elmi rəhbərlik etməklə tədqiqat məktəbinin təşkilinə dəstək verilir. ​ 

Biotibbi Mühəndislik İnstitutunun əsas elmi-tədqiqat istiqamətləri aşağıdakılardır:

· Süni intellektin səhiyyədə tətbiqi - müalicə planlarının optimallaşdırılması və səhiyyə xidmətlərinin effektivliyinin artırılması məqsədilə süni intellekt əsaslı sistemlər işlənir.

· Maşın öyrənmə üsulları ilə erkən diaqnostika - bioloji məlumatların avtomatik analizi vasitəsilə diaqnostikanın sürətləndirilməsi və səhiyyə sistemində xərclərin azaldılması məqsədi ilə müxtəlif xəstəliklərin erkən mərhələdə aşkar edilməsi üçün maşın öyrənmə və dərin öyrənmə üsulları tətbiq edilir.

· Tibbi məlumatların intellektual analizi - tibbi məlumatların böyük həcmdə (Big Data) analizi üçün müasir data mühəndisliyi texnologiyaları tətbiq olunur. Xəstəliklərin yayılmasının proqnozlaşdırılması, səhiyyə xidmətlərinin keyfiyyətinin artırılması və səhiyyə menecmentində məlumat əsaslı qərarların qəbul edilməsi istiqamətində elmi işlər görülür.

· Biotibbi siqnalların və təsvirlərin emalı - MRT, KT və ultrasəs kimi tibbi görüntüləmə metodları ilə əldə edilən təsvirlərin kompüter əsaslı analizi, avtomatik seqmentasiya və diaqnostik dəqiqliyin artırılması məqsədilə təsvirlərin emalı texnologiyaları üzərində elmi işlər aparılır. Tibbi görüntülərin keyfiyyətinin artırılması və avtomatlaşdırılmış diaqnostik sistemlərin yaradılması üzrə layihələr həyata keçirilir.

· Biomateriallar və toxuma mühəndisliyi - biomaterialların tibbi sahədə tətbiqi, xüsusilə süni toxuma və orqanların yaradılması istiqamətində elmi-tədqiqat işlərini həyata keçirir. Bu istiqamətdə biouyğunluq testləri aparılır, yeni biomateriallar işlənilir və onların tətbiq imkanları kliniki şəraitdə qiymətləndirilir.

· Bioinformatika və bioloji proseslərin riyazi modelləşdirilməsi - genomik və proteomik məlumatların analiz edilməsi üçün bioinformatik üsullar tətbiq olunur. Xəstəliklərin molekulyar mexanizmlərinin kompüter modelləri ilə tədqiqi, bioloji proseslərin və xəstəliklərin inkişaf dinamikasının riyazi modellər vasitəsilə təsviri və proqnozlaşdırılması üzrə tədqiqatlar aparılır.

· Biotibbi cihazların, avadanlıqların və biomexanika texnologiyalarının layihələndirilməsi - biotibbi cihazların və avadanlıqların layihələndirilməsi, insan sağlamlığının monitorinqi üçün sensor əsaslı qurğuların işlənməsi və biomexaniki modelləşdirmə ilə reabilitasiya avadanlıqlarının təkmilləşdirilməsi üzrə layihələr həyata keçirilir. Hərəkət mexanizmlərinin biomexaniki analizləri aparılır, hərəkət məhdudiyyətləri olan xəstələrin müalicəsi və reabilitasiyası üçün yeni texnologiyaların hazırlanması üzərində işlənilir.