Le biologiste médical doit avoir des connaissances variées en sciences (biologie, chimie, épidémiologie, génétique, physiopathologie), des compétences analytiques et de synthèse, et être curieux dans les domaines médicaux et techniques. Il doit également développer d'autres compétences comme l'assurance qualité, les sciences analytiques, la gestion, l'informatique et la vigilance sanitaire. La biologie médicale, largement automatisée, exige une bonne configuration des équipements pour valider les résultats. Les biologistes médicaux sont de bons gestionnaires techniques, très rigoureux. Pour répondre à de nouveaux besoins, ils rédigent un cahier des charges, lancent des appels d'offres, choisissent une solution. Ils doivent faire preuve d'adaptabilité et d'innovation. Ils doivent aussi avoir de l'initiative, aimer le contact, être pédagogues pour gérer une équipe et communiquer avec les médecins et les patients. La maîtrise de l'anglais est un avantage.