الكيمياء الحيوية في الأنظمة البيئية المائية تتعلق بالعناصر والمركبات الكيميائية التي تتأثر بالعوامل الحيوية والبيئية في المياه، مثل درجة الحموضة (pH) والأكسجين المذاب والمغذيات والعناصر النزرة والملوثات الكيميائية.
وتلعب هذه المركبات والعناصر دورًا هامًا في دورات العناصر الحيوية في الأنظمة البيئية المائية وتأثيرها على الحياة النباتية والحيوانية في هذه الأنظمة. على سبيل المثال، تحتوي المياه المالحة على نسب عالية من الأملاح والعناصر النزرة، وتعد بيئة مثالية للأحياء المائية المتخصصة في هذه الشروط. ومن الجدير بالذكر أن بعض الملوثات الكيميائية يمكن أن تؤثر بشكل سلبي على الحياة الحيوانية والنباتية في هذه الأنظمة، مثل التلوث بالزئبق والرصاص والنيتروجين والفوسفور.