يتم استخدام الفيزياء الحيوية في علم الأحياء الدقيقة لفهم وتحليل الظواهر الحيوية في المستوى المجهري، حيث تتضمن ذلك دراسة الهياكل والوظائف الحيوية على المستوى السيتولوجي (الخلوي) والمجهري (الجزيئي). ويتضمن ذلك:
1. دراسة الفرق في النموذجية الفيزيائية للتفاعلات الحيوية، مثل الحرارة والضغط والتدفق، وكيف يؤثر ذلك على تفاعلات البروتينات ودورها في الأيض والأيض الطاقوي.
2. تطوير واستخدام تقنيات الفيزياء المتقدمة، مثل المجهر الإلكتروني والتصوير الثلاثي الأبعاد، وذلك لدراسة الهياكل الجزيئية والخلوية والوظائف الحيوية وتفاعلاتها.
3. تحليل ونمذجة البيانات الحيوية والفيزيائية المتعلقة بالتفاعلات الحيوية، وذلك لفهم العمليات الحيوية وتطورها وتوقع ما قد يحدث في المستقبل.
4. تطوير تقنيات جديدة لعلاج الأمراض المختلفة، مثل السرطان، من خلال استخدام التجميد والحرارة والطاقة الإشعاعية.