Αντικείμενο της εργασίας του είναι η επίλυση προβλημάτων που έχουν σχέση με τη ζωή των ανθρώπων, των ζώων, των φυτών και των οικοσυστημάτων. Ειδικότερα, ο μηχανολόγος βιολογικών συστημάτων δουλεύει με ζωντανά συστήματα και βιολογικά υλικά και δημιουργεί νέα ή βελτιωμένα προϊόντα, διαδικασίες ή συσκευές. Ανάλογα με την εξειδίκευσή του, μπορεί να ασχολείται με τη δημιουργία τεχνικών και εξοπλισμού που βελτιώνουν τις σοδειές και μειώνουν την απώλεια των συστατικών του χώματος, τη χρήση νερού και τη μόλυνση των υδάτων από χημικά και την ανάπτυξη διαδικασιών ικανών να μετατρέπουν βιολογικά υλικά σε ποιοτικές τροφές. Ακόμη, αντικείμενο των δραστηριοτήτων του αποτελούν η επινόηση και ο έλεγχος τεχνικών ζύμωσης που μετατρέπουν τα βιολογικά λύματα σε χρήσιμη ενέργεια ή προϊόντα, η ανάπτυξη αισθητήρων που εξασφαλίζουν την ασφάλεια, την επιθυμητή υφή και τη θρεπτική αξία επεξεργασμένων τροφών, ο σχεδιασμός και ο έλεγχος εργαστηριακών εγκαταστάσεων που παράγουν φυτά αναπτυγμένα με γονιδιακή επεξεργασία κ.ά. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ο κλάδος της εμβιομηχανικής, όπου ο μηχανολόγος ασχολείται με την τυποποίηση, παραγωγή και εμπορία ιατροτεχνολογικών και φαρμακευτικών προϊόντων και ακολουθεί αναγνωρισμένα συστήματα ποιότητας.