Besöket är det första Gates, en av världens rikaste män, gör i landet på fyra år. Det sker efter att hans välgörenhetsstiftelse lovat 50 miljoner dollar, motsvarande en halv miljard kronor, i stöd till kinesiska sjukdomsbekämpande insatser.
Statliga kinesiska medier rapporterar att affärsmannen och den kinesiske ledaren satte sig ner tillsammans för ett möte.
– Vi har alltid satt vårt hopp till det amerikanska folket, och hoppas på fortsatt vänskap mellan våra två länders befolkningar, ska Xi ha sagt.
Mötet sker inför ett väntat besök av USA:s utrikesminister Antony Blinken i Kina på söndag. Relationerna mellan Peking och Washington är ansträngda. I februari i år avbokade Blinken en resa till Kina efter att USA skjutit ner en kinesisk ballong som svävade över amerikansk mark.
Stödet från Bill & Melinda Gates Foundation riktas till GHDDI, en Pekingbaserad organisation som grundats av Bill Gates i samarbete med lokala myndigheter i Peking och Tsinghuauniversitetet. Pengarna ska gå till att bekämpa sjukdomar som tuberkulos och malaria i fattiga länder.
"Jag hoppas att Kina kan ta en ännu större roll i att tackla pågående utmaningar, särskilt i Afrika", sade Gates i ett tal i torsdags, enligt ett uttalande från Bill & Melinda Gates Foundation.
En rad amerikanska företagsledare, däribland Tesla-ägaren Elon Musk och Apple-chefen Tim Cook, har i år besökt Kina.