الكيمياء الحيوية هي الدراسة العلمية للعمليات الكيميائية التي تحدث داخل الخلايا الحية. وتشمل هذه العمليات الأيض (Metabolism) والتي تشمل عمليات الهضم والاستقلاب والإنتاج والتحلل، والتفاعلات الكيميائية الخاصة بالحمض النووي (DNA) والبروتينات والليبيدات والكاربوهيدرات.
تلعب الكيمياء الحيوية دورًا حاسمًا في الخلايا لأنها تتحكم في الكثير من العمليات الحيوية مثل النمو والتكاثر وتنظيم درجة الحموضة (PH) ومحاولة الحفاظ على التوازن الداخلي للجسم. كما تلعب دورًا حاسمًا في العديد من العمليات الحيوية المختلفة مثل الجهد والتحرك وإرسال الإشارات والتفاعلات الخلوية الأخرى.