الحواسب الحيوية يمكن بناء الحواسب الحيوية أيضاً لأداء حوسبة إلكترونية. وأيضاً كما في الحواسب الميكانيكية الحيوية والحواسب الكيميائية الحيوية، تُنفّذ الحسابات من خلال تفسير خرج محدد يعتمد على مجموعة أولية من الشروط والتي تكون بمثابة الدخل. وفي الحواسب الإلكترونية الحيوية يكون الخرج المقاس هو طبيعة الناقلية الكهربائية الملاحظة في الحاسب الإلكتروني الحيوي، والتي تضم جزيئات حيوية مصممة بشكل خاص تقوم بنقل الكهرباء وفق طرق محددة وبالاعتماد على الشروط الأولية التي تكون بمثابة الدخل للنظام الإلكتروني الحيوي.
إن سلوك الأنظمة الحاسوبية المشتقة حيوياً كهذه الأنظمة يعتمد على جزيئات معينة تكوّن النظام، والتي تكون في المقام الأول بروتينات ويمكن أن تضم كذلك جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA. توفر التقانة النانوية الحيوية الوسائل لتركيب المكونات الكيميائية المتعددة الضرورية لإنتاج هكذا نظام. وإن الطبيعة الكيميائية لبروتين ما يمليه تسلسل الأحماض الأمينية فيه- وهي اللبنات الأساسية الكيميائية للبروتين. وهذا التسلسل بدوره يمليه تسلسل محدد لنيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA- وهي اللبنات الأساسية لجزئيات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA. يتم تصنيع البروتينات في النظم الحيوية عبر ترجمة تسلسلات النيوكليوتيد من قبل جزيئات حيوية تدعى الريبوسومات، والتي تقوم بتجميع الحموض الأمينية المنفردة إلى مُتعددات البيتيد التي تشكل بروتينات وظيفية تعتمد على تسلسل النيوكليوتيد الذي يقوم الريبوسوم بترجمته. وبالنهاية هذا يعني أنه يمكن بناء وهندسة حاسب حيوي، أي أن المكونات الكيميائية اللازمة لتكون بمثابة نظام حيوي قادرة على أداء العمليات الحسابية، من خلال هندسة تسلسلات نيوكليوتيد الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA لترميز مكونات البروتين الضرورية. وكذلك فإن جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA المصممة بشكل تركيبي هي أيضاً يمكن أن تعمل في نظام حاسب حيوي معين. وهكذا فإن تطبيق التقانة النانوية الحيوية لتصميم وإنتاج بروتينات مصممة بشكل تركيبي، بالإضافة إلى تصميم وتركيب جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA الاصطناعية يمكن أن يسمح ببناء حواسب حيوية وظيفية، مثل الجينات الحسابية.
من السمات المميزة لجميع الكائنات الحية وللمكونات الكيميائية الأساسية التي تكونها القدرة على التكرار الذاتي والتجميع الذاتي إلى مكونات وظيفية، فالحياة لا يمكن أن تستمر إذا لم تكن الكائنات الحية قادرة على تكرار ذاتها. إن المنفعة الاقتصادية للحواسب الحيوية تكمن في هذه الإمكانية لجميع النظم المشتقة حيوياً في التكرار الذاتي والتجميع الذاتي تحت شروط مناسبة (349).² فعلى سبيل المثال، إن جميع البروتينات اللازمة لمسار كيميائي حيوي معين، والذي يمكن تعديله ليكون بمثابة حاسب حيوي، يمكن تركيبها عدة مرات داخل خلية حيوية ابتداءً من جزيء الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA وحيد، والذي يمكن هو أيضاً تكراره عدة مرات. إن هذه الخاصية للجزيئات الحيوية تجعل إنتاجها ذو كفاءة عالية وغير مكلف نسبياً. وفي حين أن مكونات الحاسب غير الحيوية تتطلب عمليات إنتاج واسعة، يكون إنتاج مكونات الحواسب الحيوية بكميات كبيرة من العمليات المترافقة التي تحدث جنباً إلى جنب في مصدر وحيد، يمكن بلوغه بكل سهولة وراحة- آلية التكرار التي تحدث في داخل أي خلية حيوية.
تتوافر في الحواسب الحيوية حالياً قدرات وظيفية مختلفة تتضمن العمليات المنطقية والحسابات الرياضية. قام توم نايت، من مختبر الذكاء الاصطناعي في معهد ماساتشوستس للتقنية MIT، أولاً باقتراح مخطط حاسوبي كيميائي حيوي تستخدم فيه تركيزات البروتين كإشارات ثنائية تخدم في النهاية لتنفيذ عمليات منطقية (349).² إن تركيز محدد أو أعلى من منتج كيميائي حيوي معين في مسار كيميائي في الحاسب الحيوي يدل على إشارة تمثل إما 0 أو 1، بينما يدل تركيز أدنى من هذا المستوى على الإشارة الأخرى المتبقية. باستخدام هذه الطريقة في التحليل الحسابي، يمكن للحواسب الكيميائية الحيوية أن تؤدي العمليات المنطقية التي يظهر فيها الخرج الثنائي المناسب فقط تحت قيود منطقية محددة على الشروط الابتدائية. وبعبارة أخرى، يكون الخرج الثنائي المناسب بمثابة استنتاج مشتق منطقياً من مجموعة من الشروط الابتدائية التي تكون بمثابة الأساس الذي يصنع منه الاستنتاج المنطقي. وبالإضافة إلى هذه الأنواع من العمليات المنطقية، ظهرت الحواسب الحيوية أيضاً لتؤدي قدرات وظيفية أخرى مثل الحسابات الرياضية. وكمثال على ذلك كان من قبل و. ل. ديتو، الذي قام في عام 1999 بإنشاء حاسب حيوي مؤلف من علق الخلايا العصبية في معهد جورجيا للتقنية، وكان قادراً على أداء عمليات جمع بسيطة (351).² وهذه فقط بضعة استخدامات ملحوظة للحواسب الحيوية التي تم تصميمها لأدائها، وقد أصبحت قدرات الحواسب الحيوية معقدة بشكل متزايد. وبسبب التوافرية والفعالية الاقتصادية الممكنة المرتبطة بإنتاج جزيئات حيوية وحواسب حيوية كما ذكر سابقاً، فإن التقدم في تقانة الحواسب االحيوية أصبح مجال بحث شائع وينمو بسرعة ومن المتوقع ملاحظة المزيد من التقدم فيه في المستقبل.
تم تصميم العديد من الأمثلة على حواسب حيوية بسيطة، ولكن قدرات هذه الحواسب الحيوية تبقى مبتدئة بشكل كبير بالمقارنة مع الحواسب غير الحيوية المتوفرة تجارياً. ومع ذلك هناك بالتأكيد إمكانية كبيرة في القدرات التي سوف تمتلكها الحواسب الحيوية في أحد الأيام. والدليل على القدرة الحقيقة للإمكانات الحسابية للحواسب الحيوية توجد في أكثر الأجهزة الحسابية الموجودة قوةً وتعقيداً: أي الحاسب الحيوي وهو الدماغ بشري. وحتماً هناك مساحة لتطوير مجال القدرة الحسابية للحواسب الحيوية، ومن المتوقع تقدم علم الحواسب الحيوية بشكل كبير خلال السنوات القادمة.