Cercetarea în biochimie se află la răscrucea dintre chimie și biologie, căutând răspunsuri la întrebările despre chimia ființelor vii și despre modul în care substanțele chimice se comportă în mediul unei persoane vii, al unui animal sau al unei plante sau al altei ființe vii. Se mai numește atât cercetare biochimică, cât și chimie biologică. Potrivit Biroului de Statistică a Muncii din Statele Unite (BLS), cei mai mulți biochimiști sunt implicați în cercetarea biochimiei academice sau industriale.
Posibilele subiecte de studiu variază de la schimbările chimice complexe care apar la nivel celular la procesele din cadrul unei ființe vii individuale, cum ar fi creșterea și funcția creierului, până la procesele care au loc de-a lungul generațiilor, cum ar fi ereditatea. În oricare dintre aceste zone, de la celula unică până la grupul familial – sau chiar la niveluri mai mari – biochimiștii pot studia structurile și funcțiile și procesele lor, cauzele și efectele biochimice, relațiile dintre și între structuri și organe. Ei pot încerca, de asemenea, să sintetizeze sau să creeze produse care ar avea un rol în știința medicală, de exemplu.
Cu accent pe compușii organici, cercetarea în biochimie se poate concentra pe unul dintre cele patru tipuri principale de materie organică găsite într-o celulă. Un tip este proteina, macromoleculele formate din aminoacizi care formează o componentă esențială a alimentației oamenilor și animalelor. Un al doilea este carbohidrații, compuși compuși în întregime din oxigen, carbon și hidrogen, care se combină în alimente precum zaharuri, celuloză și amidon. Un al treilea se numește grăsimi sau lipide, care reprezintă un mecanism important de furnizare a rezervelor de energie pentru organisme. În al patrulea rând sunt acizii nucleici, care sunt prezenți în toate celulele și care sunt cheia sintezei proteinelor și transmiterii genelor.
Nutriția este un alt domeniu important al cercetării în biochimie și mulți biochimiști sunt angajați în industria alimentară. Biochimiștii studiază biochimia alimentelor în sine, precum și modul în care acestea sunt utilizate în organism, ceea ce implică studiul digestiei. Pot fi testate noi procese alimentare pentru a vedea ce impact, dacă este cazul, au asupra calității nutriționale a produsului alimentar și pot fi concepute noi idei despre cum să satisfacă nevoile nutriționale speciale. Alte domenii de cercetare în biochimie includ metabolismul, hormonii, sistemul circulator, genetica, bolile specifice, farmacologia, dezvoltarea celulelor stem, toxicologia și imunochimia.
Cercetarea biochimiei a fost stabilită până la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Prima dată când un compus organic a fost sintetizat în laborator a fost atunci când Friedrich Wöhler a sintetizat ureea în 1828. Astăzi, cercetările în biochimie continuă să se uite la unele dintre aceleași domenii care i-au interesat pe oamenii de știință cu câteva secole în urmă, deși folosind echipamente diferite. Cercetătorii în biochimie au la dispoziție niște instrumente foarte specializate. Acestea includ spectrofotometria, electroforeza pe gel ADN, cromatografia și spectrometria de masă.