یکی از هیجان انگیزترین حوزه ها در مهندسی زیست پزشکی، مهندسی بافت است. مهندسی بافت توانایی تولید بافت زنده در حالت خارج بدن برای جایگزینی یا کاربردهای درمانی از طریق توسعه مواد، دستکاری‌های بیوشیمیایی، کشت سلولی و مهندسی ژنتیک است.
این حوزه از تحقیق و توسعه پتانسیل ایجاد انقلابی در درمان طیف گسترده ای از اختلالات و آسیب ها را دارد.
از اهمیت اساسی در طراحی چنین بافت هایی، توانایی درک و پیش بینی اینکه چگونه رفتار سلولی، رشد و تمایز سلولی تحت تأثیر مکانیسم شیمی محیط سلولی قرار می گیرد، است. شواهد زیادی وجود دارد که نشان می دهد محیط فیزیکی سلول ها، اعم از شیمیایی و مکانیکی، می تواند تأثیرات عمیقی بر رفتار سلولی از جمله رشد و تمایز داشته باشد.
مهندسی مولکولی، سلولی و بافت شامل مطالعه برهمکنش‌های سلولی با استفاده از اصول مهندسی، شیمی فیزیک و فیزیک برای درک واضح‌تر مکانیسم پاسخ‌های سلولی به تماس‌های سطحی است. این شامل طراحی سطوح به منظور برانگیختن یک پاسخ سلولی خاص، و شامل کاربرد این دانش برای تولید سیستم‌های سلولی برای درمان، حسگرها و ابزارهای جدید برای تحقیق است.