本书共分为八章，主要内容包括：生物热力学；生理系统的质量输运；分子生物物理学；生物组织和细胞的力学特性；电生理学基础等。

本书从“脑机接口及临床应用”、“认知计算与控制”、“神经信息获取、检测与处理”、“神经教育信息工程”和“运动假体神经自主控制”等五个专题阐述重要科学问题，探讨关键技术，总结研究成果，阐述当前热点，展望未来趋势。