Sinh học lượng tử là một lĩnh vực mới nổi, vì hầu hết các nghiên cứu hiện nay đều mang tính lí thuyết và có nhiều câu hỏi cần thực nghiệm thêm. Mặc dù lĩnh vực này hiện chỉ mới nhận được nhiều sự chú ý gần đây, nhưng khái niệm về nó đã được đặt ra bởi các nhà vật lý trong suốt thế kỷ XX. Có ý kiến cho rằng sinh học lượng tử có thể đóng một vai trò tối quan trọng trong y học tương lai.[6] Những người tiên phong của vật lý lượng tử đã nhìn thấy những ứng dụng của cơ học lượng tử trong các vấn đề sinh học. Cuốn sách What Is Life? (1944) của Erwin Schrödinger thảo luận về các ứng dụng của cơ học lượng tử trong sinh học.[7] Schrödinger đề xuất ý tưởng về một "tinh thể không tuần hoàn" chứa thông tin di truyền bên trong cấu hình của các liên kết cộng hóa trị. Ông còn đề xuất thêm ý tưởng các đột biến được tạo ra bởi "các bước nhảy lượng tử". Các nhà tiên phong khác Niels Bohr, Pascual Jordan, và Max Delbrück lập luận ý tưởng lượng tử về tính tổng thể là cơ sở của khoa học sự sống.[8] Năm 1963, Per-Olov Löwdin đã đưa ra ý tưởng xuyên hầm lượng tử proton như một cơ chế khác gây đột biến ADN. Trong bài đăng, ông tuyên bố đây là một lĩnh vực nghiên cứu mới mang tên "sinh học lượng tử".[9] Năm 1979, nhà vật lý Soviet người Ukraina Alexander Davydov xuất bản cuốn sách đầu tiên về sinh học lượng tử với tiêu đề Биология и Квантовая Механика (Sinh học và cơ học lượng tử).[10]