在自然界中，能够保持物质化学性质不变的最小单位当属分子。科学家们发现，某些有机分子存在两种电态，即具备“开”与“关”的功能，如蛋白质分子中的氢就有两种电态，即一个蛋白质就能够构成一个开关，因此从理论上讲，用这些有机物作为元件，就能够制造出计算机。因为有机物往往存在于生物体内，所以这种用有机物作元件的计算机就称“生物计算机”或“分子计算机”。

生物计算机不但能大幅度提高元器件的密度，而且由于生物本身所具有的自我修复功能，使得芯片出现了故障也有可能自我修复，所以，生物计算机具有永久性和可靠性，可以说生物计算机是活的计算机。

生物计算机的另一大优越性是耗能小、功率高。由于生物计算机的基本元器件是由生物化学物质构成的，是利用化学反应进行工作的，只需很少的能量即可以进行工作，并且由于生物芯片内流动电子间碰撞的可能性极小，几乎不存在电阻，所以不会产生发热问题。

生物计算机的最大优点就是生物芯片的蛋白质具有生物活性，它能够跟人体组织结合在一起，特别是可以同人的大脑和神经系统有机地连接，人机接口自然吻合，免除了繁琐的人机对话，这样一来，生物计算机就可以直接接受人脑的指挥，成为人脑的外延。