Τα πιο συνηθισμένα θέματα βιοχημείας εμπίπτουν γενικά στις ακόλουθες κατηγορίες: βιοχημεία του ζωντανού κυττάρου, μεταβολισμός, ζωικοί ή φυτικοί οργανισμοί, μοριακή βιοχημεία και γενετική. Σε κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, οι βιοχημικοί επικεντρώνονται στη μελέτη των χημικών και βιοχημικών διεργασιών που συμβαίνουν στους ζωντανούς οργανισμούς. Η μελέτη ενός μεμονωμένου ζωντανού κυττάρου είναι συνήθως ένα από τα πιο κοινά θέματα βιοχημείας όλων.
Ένας βασικός λόγος που η έρευνα της βιοχημείας εστιάζει συχνά στη χημεία ενός μεμονωμένου κυττάρου είναι ότι υπάρχουν πολλοί τύποι χημικών διεργασιών που είναι κοινές στα ζωντανά κύτταρα σε ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών οργανισμών, τόσο ζώων όσο και φυτών. Η κυτταρική βιολογία είναι επίσης γνωστή ως κυτταρολογία και η κατανόηση της βιοχημείας ενός κυττάρου στηρίζει ένα πολύ μεγάλο ποσοστό των άλλων θεμάτων βιοχημείας. Η κατανόηση των ομοιοτήτων και των διαφορών που υπάρχουν μεταξύ διαφορετικών τύπων κυττάρων είναι συνήθως πολύ σημαντική για τους βιοχημικούς που μελετούν τη γενετική, το μεταβολισμό και διάφορους τομείς της ζωικής βιοχημείας, για παράδειγμα.
Ορισμένοι βιοχημικοί προτιμούν να κατηγοριοποιούν θέματα βιοχημείας σύμφωνα με τη θεμελιώδη υποκείμενη χημεία που εμπλέκεται. Μια τέτοια κατηγοριοποίηση θα μπορούσε, για παράδειγμα, να ξεκινήσει με τα βασικά θέματα της δομής των λιπών, της δομής των πρωτεϊνών και της δομής των υδατανθράκων. Μόλις γίνει κατανοητή η βασική δομή των κύριων μορίων που εμπλέκονται σε βιοχημικές διεργασίες, τότε η πιο προηγμένη μελέτη μπορεί να εξηγήσει τις λειτουργίες που τυπικά εκτελούν τα διαφορετικά μόρια σε ένα ζωντανό κύτταρο.
Τα θέματα λειτουργικής βιοχημείας θα μπορούσαν στη συνέχεια να ακολουθήσουν τα θέματα της δομικής βιοχημείας ή της μοριακής βιολογίας. Αυτά θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν θέματα όπως η δέσμευση ή πώς αλληλεπιδρούν διαφορετικά μόρια μεταξύ τους. μεταφορά, δηλαδή πώς τα μόρια κινούνται μέσα και έξω από τα ζωντανά κύτταρα. κινητική ή χημικούς μετασχηματισμούς· και σηματοδότηση, ή πώς τα ζωντανά κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους. Ένας βιοχημικός που μελετά μέσω αυτής της διαδρομής είναι πιθανό να δημιουργήσει μια καλή βάση στη βασική βιοχημεία που μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για να διακλαδιστεί σε διάφορες διαφορετικές ειδικότητες σε μια καριέρα βιοχημείας.
Τα διαφορετικά θέματα που μελετώνται σε ένα εργαστήριο βιοχημείας μπορεί να είναι πολύ ευρύ. Η κατανόηση των βασικών δομικών στοιχείων της ζωής, των μεμονωμένων ζωντανών κυττάρων, αποτελεί τη βάση για τις περισσότερες, αν όχι όλες, ευκαιρίες απασχόλησης στη βιοχημεία και μπορεί να θεωρηθεί ως το βασικό σημείο εκκίνησης για μια καριέρα βιοχημείας. Όσον αφορά τα θέματα της βιοχημείας, υπάρχει επίσης σημαντική επικάλυψη μεταξύ της βιοχημείας, της μοριακής βιολογίας και άλλων τομέων βιολογικής μελέτης.