根据生物传感器中的分子识别元件和换能器（信号转换器）的不同，可以从这两个方面对生物传感器分类：
按分子识别元件分：
酶传感器、微生物传感器、细胞器传感器、组织传感器、免疫传感器。
酶传感器
是由酶催化剂和电化学器件构成的。由于酶是蛋白质组成的生物催化剂，能催化许多生物化学反应，生物细胞的复杂代谢就是由于成千上万的酶控制的。酶的催化效率极高，而且具有高度专一性，即能对待测生物量（底物）进行选择性催化，并且有化学放大作用。因此利用酶的特性可以制造出高灵敏度、选择性好的传感器。
微生物传感器
用微生物作为分子识别元件。与酶相比，微生物更经济、耐久性也好。
免疫传感器的基本原理是免疫反应。 利用抗体能识别抗原结合的功能的生物传感器称为免疫传感器。
生物组织传感器
是以活的动植物组织细胞切片作为识别元件，并与相应的变换元件构成的传感器。
生物组织传感器具有如下一些特点：
1) 生物组织含有丰富的酶类，这些酶在适宜的自然环境中，可以得到相当稳定的酶活性，许多组织传感器工作寿命比相应的酶传感器寿命长很多；
2) 在所需要的酶难以提纯时，直接利用生物组织可以得到足够高的酶活性；
3) 组织识别元件制作简便，一般不需要采用固定化技术。
细胞器电极传感器
是利用动植物细胞器作为敏感元件的传感器。细胞器是指存在于细胞内的被膜包围起来的微小“器官”,如线粒体、微粒体、溶酶体、过氧化氢体、叶绿体、氢化酶颗粒、磁粒体等等。
按转换器件分类：
生物电极、压电晶体生物传感器、半导体生物传感器、光生物传感器、热生物传感器、介体生物传感器。
半导体生物传感器
是由生物分子识别器件（生物敏感膜）与半导体器件结合构成的传感器。目前常用的半导体传感器是半导体光电二极管、场效应管（FET）等。
半导体生物传感器的特点有：
1) 构造简单，便于批量生产，成本低；
2) 它属于固态传感器，机械性能好，抗震性能好，寿命长；
3) 输出阻抗低，便于与后续电路匹配；
4) 可在同一芯片上集成多种传感器，可实现多功能、多参数与计算机的基础。
压电晶体生物传感器
利用压电石英晶体对表面电极区附着质量的敏感性，并结合生物功能分子(如抗原和抗体)之间的选择特异性，使压电晶体表面产生微小的压力变化，引起其振动频率改变可制成压电生物传感器 。它主要由压电晶体、振荡电路、差频电路、频率计数器及计算机等部分组成。
