生物敏感膜又稱分子識別元件，是生物傳感器的關鍵元件，它直接決定傳感器的功能與質量。依所選材料不同，可以有酶膜、全細胞膜、組織膜、細胞器膜、微生物膜、免疫功能膜和雜合膜等，各種膜的內容物見表。
表 生物傳感器的分子識別元件
| 分 子 識 別 元 件 | 生 物 活 性 材 料 |
|---|---|
|
酶膜 |
各種酶類 |
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全細胞膜 |
細菌、真菌、動植物細胞 |
|
組織膜 |
動植物組織切片 |
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細胞器膜 |
線粒體，葉綠體 |
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微生物膜 |
微生物 |
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免疫功能膜 |
抗體、抗原、酶標抗原等 |
上述是采用固定化技術制作的人工生物膜而不是天然的生物膜（如細胞膜）。