Tutte le discipline biologiche sono prese in considerazione nelle IBO: argomenti vasti rendono possibile il mettere alla prova i partecipanti non solo sulle loro conoscenze e abilità, ma anche sulla capacità di pensare in maniera originale e risolvere problemi.

La prova consiste in due parti, una teorica e una pratica (sperimentale), ciascuna di una durata raccomandata tra quattro e sei ore, con una pausa intermedia e almeno un giorno di distanza tra una prova e l'altra; i partecipanti ricevono la prova tradotta nella loro lingua madre.

La parte teorica della prova si concentra su concetti biologici applicabili alla maggir parte degli organismi di ciascun gruppo, escludendo fatti specifici, eccezioni, o conoscenze riguardo organismi locali che richiedono di aver avuto esperienze speciali o locali. I nomi degli organismi vengono esplicitati con il nome comune e il nome scientifico (latino) tra parentesi, descrizioni degli organismi al posto del nome sono vietate: in ogni caso, le domande sono costruite in maniera tale che conoscere il nome dell'organismo non sia fondamentale per rispondere correttamente (o che si tratti esclusivamente di organismi ben noti).

La maggior parte delle domande mette alla prova le capacità di comprensione e di applicazione del metodo scientifico e della conoscenza biologica dei partecipanti, senza richiedere conoscenze eccessivamente approfondite o aggiornate; domande che verificano esclusivamente le conoscenze vengono escluse.

Il punteggio massimo per ciascuna domanda viene esplicitato nel foglio delle domande.

La prova pratica delle IBO si concentra sulla valutazione della capacità dei partecipanti di risolvere i problemi biologici che sono presentati utilizzando capacità scientifiche di base, abilità specifiche della biologia, capacità di utilizzare strumenti e metodi biologici, fisico-chimici, microbiologici e statistici.

Le fondamenta per le IBO vere e proprie vennero gettate con le prime competizioni biologiche internazionali tra Cecoslovacchia e Polonia, dal 1985 al 1989: grazie anche all'esperienza positiva delle Olimpiadi Internazionali di Matematica e delle altre Scienze Naturali, venne deciso di dare il via ad un'Olimpiade Internazionale di Biologia.

L'UNESCO chiese quindi all'allora Cecoslovacchia di prendere l'iniziativa e sei Paesi interessati (Belgio, Bulgaria, Cecoslovacchia, Repubblica Democratica Tedesca, Polonia e Unione Sovietica) fondarono l'IBO nel 1989 (Praga e Brno) e parteciparono alla prima edizione, che fu tenuta ad Olomouc (nell'attuale Repubblica Ceca, allora Cecoslovacchia) nel luglio 1990.

Nonostante le difficoltà iniziali, questa Olimpiade fu un grande successo, e fu deciso di continuare con le IBO. Nelle Olimpiadi successive il numero di Paesi partecipanti aumentò rapidamente:

Subito dopo la prima Olimpiade, fu stabilito un Centro di Coordinazione a Praga dove ogni novembre si tiene una riunione di coordinatori, che hanno il compito di preparare nuove proposte e migliorare i regolamenti, il contenuto e la preparazione delle future Olimpiadi.

L'Italia partecipa alle IBO dall'edizione del 2008.