本實驗室起源于韋鈺院士在1985年5月創立的分子與生物分子電子學實驗室。1992年實驗室被國際著名物理學家吳健雄博士授名為吳健雄實驗室。同年被教育部批準為分子與生物分子電子學開放研究實驗室。1999年更名為分子與生物分子電子學教育部重點實驗室。2005年被批準建設生物電子學國家重點實驗室，2009年通過驗收。實驗室所依托的生物醫學工程學科在近一次的全國生物醫學工程一級學科評估中名列**。
生物電子學是信息科學與生命科學的前沿交叉領域。實驗室圍繞生物信息材料與器件、生物信息獲取和傳感、生物信息系統和應用這三個方向開展應用基礎研究。 實驗室現有固定人員60人（研究人員55人）。其中中國工程院院士1人，千人計劃特聘教授1人，長江學者獎勵計劃特聘教授3人，國家杰出青年基金獲得者4人。形成了一支由信息電子、生物醫學、化學和物理以及計算機等不同學科背景的科學家所構成的學術梯隊。該群體于2001年獲國家自然科學基金委"創新研究群體基金"資助。實驗室建成了生物（納米）材料及其生物相容性研究平臺、單細胞和單分子研究和跟蹤檢測平臺、微陣列芯片及后基因組技術研究和應用平臺、微納結構組裝、加工和綜合表征平臺、生物信息分析和生物計算平臺。與美、日、德、英、法、瑞士等國家的相關實驗室建立了廣泛的合作研究關系。
近年來，在醫學納米材料的相生物效應、生物芯片與傳感器、高通量測序等方面的研究上取得了進展。相關研究獲得了國家重大科學研究計劃、863重點項目等的資助。研究成果多次獲國家及省部級獎勵。在國際重要的學術刊物上發表論文數百篇。有6篇博士研究生論文獲全國百篇博士論文。