Biogeochimia este un domeniu de studiu interdisciplinar care se preocupă de diferitele procese care afectează structura naturii, inclusiv pământul și atmosfera. Aceste procese pot fi de natură chimică, biologică, fizică sau geologică, de unde și denumirea de biogeochimie. Domeniul este strâns legat de ecologie, deoarece se preocupă de o mare parte din viața de pe pământ, deși este mai concentrat pe preocupări pur de mediu decât este ecologia. Domeniul este interesat în special de procesele ciclice largi prin care trec unele elemente și substanțe, cum ar fi carbonul, azotul și apa. În ciclul carbonului, de exemplu, un biogeochimist urmărește mișcarea carbonului prin atmosferă, integrarea în organisme, eliberarea prin dezintegrare și multe alte procese.
Mediul natural cu care se referă biogeochimia este compus din multe părți diferite. Biosfera, care conține toate ecosistemele, este în esență sumarea vieții de pe pământ. Litosfera include scoarța exterioară a pământului sau stratul exterior, în general, stâncos al oricărei planete, care se schimbă semnificativ în timp. Hidrosfera include toată apa de pe pământ, pedosfera include stratul exterior de pământ și sol de pe pământ, iar atmosfera include gazele din jurul pământului. Toate aceste aspecte ale pământului interacționează în mod constant prin multe procese care sunt de mare interes pentru biogeochimiști.
Cercetătorii din domeniul biogeochimiei au multe obiective diverse, deoarece mulți dintre ei se specializează în diferite aspecte ale disciplinei, cum ar fi chimia, biologia, ecologia sau oceanografia. Un obiectiv major al cercetării biogeochimice este dezvoltarea de modele computerizate pentru multe dintre procesele pe care le studiază acești oameni de știință. Aceste procese au loc adesea pe perioade mari de timp, astfel încât modelele computerizate permit oamenilor de știință să le studieze în moduri care nu sunt limitate de preocupări temporale. Un alt obiectiv de cercetare este schimbările climatice; biogeochimiștii sunt interesați de monitorizarea și modelarea schimbărilor climatice pentru a înțelege cauzele care stau la baza acesteia și, dacă este necesar, pentru a recomanda acțiuni pentru a le inversa sau a le încetini.
Biogeochimia nu este o preocupare strict academică. Biogeochimiștii sunt uneori activi și în guvern și în industrie, de obicei în calitate de consultativ. Biogeochimiștii pot sfătui liderii guvernamentali cu privire la problemele de mediu și acțiunile care ar trebui luate pentru a le corecta. Aceștia pot juca un rol similar în industrie, consiliând liderii industriali cu privire la impactul activităților lor asupra mediului și recomandând locații privilegiate pentru unele activități industriale. Uneori, biogeochimiștii sunt chiar implicați în prospectarea zăcămintelor de minereu.