仿生學的任務就是研究生物的特性及原理並將其模式化，最後應用這些原理去設計和製造新的技術設備。而其主要研究方法則是提出研究模型，進行模擬，研究程序大致有以下三階段。
第一階段是研究生物原型。簡單來說，就是根據所研究生物的實際情況，將研究所得的生物資料簡化，針對技術要求，吸收有益材料，摒棄無益內容，從而得到一個生物模型。
第二階段是分析生物模型的資料，運用數學語言將它“翻譯”成具有一定意義的數學模型。
第三階段是在數學模型的基礎上構造可在實際技術中操作的實物模型。當然，在生物模擬的過程中更重要的是——在仿生中創新而不僅僅是簡單的仿生，因此要為適應實際生產的需要不斷重複地實踐、認識、再實踐。這就是一般成型發明不同於甚至擁有超過“原型生物”的能力的原因，比如飛機擁有鳥兒比不過的能力。
此外，整體性是仿生學研究方法的一個突出特點。由於在長期的進化過程中，生物已經達到了與周圍環境保持整體與統一的能力，因此在仿生學具體的研究過程中，生物被看成一個能與內外環境進行聯係和控製的複雜係統。所以隻有著眼於被研究生物的整體性，才能獲得滿意的研究效果。