تشمل اختصاصات الكيمياء الحيوية العديد من المجالات البحثية والتطبيقية، ومنها:
1- دراسة التركيب والوظيفة البيولوجية للبروتينات والأحماض النووية.
2- تصميم وتطوير الأدوية الحيوية.
3- دراسة الميكانيزمات الحيوية وعملية التمايز الخلوي.
4- تطوير التقنيات الحيوية والتحليلية لاكتشاف وتتبع المركبات الحيوية.
5- إنتاج المواد الحيوية المهمة مثل البروتينات والإنزيمات والأحماض النووية والفيتامينات والكربوهيدرات.
6- تطوير تقنيات تشخيص الأمراض وفحصها.
7- دراسة بعض العمليات الحيوية الهامة مثل التنفس والتمثيل الغذائي.