Mötet med Xi kommer när det råder höga spänningar mellan Washington och Peking.
Xi ska till Gates ha sagt att han var den “första amerikanska vännen” som han träffat i Peking i år.
Detta är Gates första besök till Kina sedan 2019. Efter att Kina slopat coronarestriktionerna i slutet av förra året har toppfigurer ur amerikanska näringslivet som Elon Musk, Jamie Dimon och Tim Cook samtliga besökt landet, men inte fått träffa Xi utan andra kinesiska seniora figurer.
Under sitt besök höll Gates också ett tal vid Global Health Drug Discovery Institute i Peking där han pratade om Kinas framsteg med att minska fattigdomen och förbättra människors hälsa.
USA:s utrikesminister Antony Blinken kommer också att besöka Kina under helgen. Detta blir det första besöket från någon ur USA:s regering sedan 2019.