Η χρονοβιολογία είναι ένας εξαιρετικά διεπιστημονικός κλάδος των επιστημών που ασχολείται με τη μελέτη βιολογικών ρυθμών και κυκλικών διεργασιών σε ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων ζώων, φυτών, βακτηρίων και μυκήτων. Οι άνθρωποι που εργάζονται σε αυτόν τον τομέα μπορούν να το εφαρμόσουν με διάφορους τρόπους, από τη θεραπεία ασθενών με διαταραχές ύπνου έως τη μελέτη των διαδικασιών που εμπλέκονται στην ανάπτυξη αποικιών μούχλας. Μερικά παραδείγματα πεδίων που ενσωματώνονται στη χρονοβιολογία περιλαμβάνουν: μοριακή γενετική, ανατομία, φυσιολογία, συμπεριφορά, φυσική, κυτταρική βιολογία και χημεία.
Πολλοί ζωντανοί οργανισμοί έχουν κάποια μορφή εσωτερικού ρολογιού. Αυτό το ρολόι ρυθμίζει έναν τεράστιο αριθμό βιολογικών κύκλων που συμβαίνουν σε τακτική βάση και συχνά εξαρτώνται από το χρόνο. Πολλές από τις διαδικασίες στο σώμα ακολουθούν πολύ συγκεκριμένα χρονοδιαγράμματα, όπως ο κύκλος REM των 90 λεπτών στους κοιμισμένους ανθρώπους ή η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης σε πολλά ζώα. Το εσωτερικό ρολόι είναι σε θέση να ρυθμίζει μια μεγάλη ποικιλία διεργασιών και η λειτουργία του μπορεί να επηρεαστεί από περιβαλλοντικούς και γενετικούς παράγοντες.
Οι ερευνητές εξετάζουν την επίδραση του περιβάλλοντος στους βιολογικούς ρυθμούς, μελετώντας τους σεληνιακούς και ηλιακούς ρυθμούς και εξετάζοντας το ρόλο της διατροφής, της συμπεριφοράς και άλλων δραστηριοτήτων στην εσωτερική διατήρηση του χρόνου. Οι χρονοβιολόγοι μελετούν θέματα όπως τι προκαλεί την εκτόξευση των εσωτερικών ρυθμών, πώς οι κύκλοι μπορούν να διαταραχθούν τεχνητά για να επιτευχθούν διάφοροι επιθυμητοί στόχοι και πώς οι κανονικοί κύκλοι μπορούν να αποκατασταθούν μετά από μια διαταραχή. Ενδιαφέρονται επίσης για τις εξελικτικές διαδικασίες που αποτελούν τη βάση των κυκλικών βιολογικών διεργασιών.
Χρονοβιολόγοι μπορούν να βρεθούν στο πεδίο και στο εργαστήριο, που εργάζονται με μια μεγάλη ποικιλία ζωντανών οργανισμών. Η κατανόηση των διαδικασιών που εξαρτώνται από το χρόνο που εμπλέκονται στην ανάπτυξη και τη συνήθη λειτουργία μπορεί να είναι πολύ σημαντική για την κατανόηση ενός οργανισμού ή για τον εντοπισμό ενδείξεων που παρέχουν πληροφορίες για έναν συγκεκριμένο οργανισμό, οικοσύστημα ή διασυνδεδεμένο δίκτυο. Η χρονοβιολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και στην εγκληματολογία. Για παράδειγμα, ένας ερευνητής μπορεί να χρησιμοποιήσει γνωστά γεγονότα που εξαρτώνται από το χρόνο, όπως ο κύκλος ζωής των εντόμων για να προσδιορίσει τον χρόνο θανάτου.
Ένας τομέας ιδιαίτερου ενδιαφέροντος στη χρονοβιολογία είναι οι διαταραχές ύπνου. Οι διαταραχές ύπνου μπορούν να παρατηρηθούν σε ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό. Οι ερευνητές ελπίζουν να κατανοήσουν τι προκαλεί τις διαταραχές ύπνου, ώστε να μπορούν να μάθουν περισσότερα για τις πιθανές θεραπείες και ενδιαφέρονται επίσης για τις περιβαλλοντικές και πολιτισμικές πιέσεις που προκαλούν θεμελιώδεις αλλαγές στα βιολογικά πρότυπα. Για παράδειγμα, ένας εργαζόμενος σε νυχτερινή βάρδια πρέπει να αναπτύξει ένα πολύ διαφορετικό εσωτερικό ρολόι από αυτό με το οποίο γεννήθηκε και η κατανόηση του πώς συμβαίνει αυτό μπορεί να είναι διαφωτιστική για έναν ερευνητή χρονοβιολογίας.