In der Biosensorik werden Sensoren zur Charakterisierung von Bio-Molekülen (z.B. DNS, Proteine) eingesetzt. Zahlreiche Bio-Moleküle possess charakteristische Eigenschaften im THz-Frequenzbereich. Geeignete Sensoren, angeregt mit Terahertzpulsen oder -strahlung, dienen dazu, die Materialeigenschaften der Moleküle zu bestimmen.

Eine wichtige Anwendung ist z.B. die Erkennung der Zusammensetzung von DNS-Strängen über ihren Bindungszustand. Während bei der heutzutage üblichen Methode, der Fluoreszenz-Markierung, kosten- und zeitaufwändig das Material chemisch markiert wird, wird der THz-Biosensor mit sehr kleinen Mengen Probematerial beladen.

Die Bindung zu bekannten komplementären Strängen wird dann über die Permittivität erkannt. Der gesamte Diagnoseprozess wird dadurch einfacher und das Material wird nicht kontaminiert, sondern kann nach der Analyse weiter verwendet werden.

THz-Biosensorik zielt darauf ab, ultrasensitive, markierungsfreie biomolekulare Detektion für Tumoranalytik zu ermöglichen, mit PCR-freier Detektion und Erweiterung des biomolekularen Anwendungsbereiches.