يتم إجراء البحوث في الكيمياء الحيوية على فرضيات مختلفة، من بينها:
1- فرضية أن الحمض النووي هو المسؤول عن نقل المعلومات الجينية وتشفير البروتينات.
2- فرضية أن الطاقة الحرة للأيض تتحكم في إنتاج ATP.
3- فرضية أن الأنزيمات المعينة هي المسؤولة عن تنظيم مسارات الأيض في الخلية والإنسان.
4- فرضية أن الخلايا تتوافق معًا ومع بيئتها من خلال عدد قليل من المسارات الحيوية الأساسية.
يتم إجراء العديد من الأبحاث والتجارب في مجال الكيمياء الحيوية لفحص هذه الفرضيات وتأكيد صحتها أو تعديلها إذا لزم الأمر.