Η βιοχημεία και η βιοφυσική είναι κλάδοι στον τομέα της επιστήμης που σχετίζονται με τη μελέτη των οργανισμών. Συγκεκριμένα, η βιοχημεία και η βιοφυσική μελετούν τη βιολογική δομή και τα συστήματα των ζωντανών όντων, μεγάλων και μικρών. Κάθε οργανισμός αποτελείται από διάφορα μέρη, με τη δική του λειτουργία και οργανωτική μορφή. Το πιο αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι η βιοχημεία και η βιοφυσική σχετίζονται με κάθε ζωντανό πλάσμα στον πλανήτη.
Η ίδια η βιοχημεία εστιάζει σε μεγάλο βαθμό στις χημικές διεργασίες εντός των οργανισμών. Η επιστήμη ασχολείται με κυτταρικά συστατικά και βιομόρια συμπεριλαμβανομένων υδατανθράκων, λιπιδίων, νουκλεϊκών οξέων και πρωτεϊνών. Καθένα από αυτά τα μόρια μέσα στο κύτταρο είναι πολύπλοκα και έχει τόσο μεγάλες μορφές, που ονομάζονται πολυμερή, όσο και υπομονάδες, γνωστές ως μονομερή. Η επιστήμη μελετά τις χημικές αντιδράσεις που υπάρχουν μέσα στο κύτταρο και πώς αλληλεπιδρούν τα βιομόρια. Ένα από τα πιο αξιοσημείωτα παραδείγματα είναι οι αντιδράσεις που καταλύονται από ένζυμα, η διαδικασία αύξησης της δραστηριότητας εντός του κυττάρου.
Η βιοφυσική ασχολείται με μια ποικιλία άλλων αλληλεπιδράσεων στον ζωντανό κόσμο. Χρησιμοποιεί τις διαφορετικές θεωρίες της φυσικής επιστήμης σε βιολογικά συστήματα από τη μικρή μοριακή κλίμακα, μέχρι ολόκληρο τον οργανισμό και το οικοσύστημα. Ο κύριος στόχος της επιστήμης είναι να αντιμετωπίσει τις ανησυχίες σχετικά με βιολογικά ζητήματα με ποσοτικό τρόπο. Η Βιοφυσική εστιάζει στις αλληλεπιδράσεις των κυτταρικών συστημάτων, όπως αυτή του DNA και του RNA, καθώς και στο τι σημαίνει η ρύθμιση αυτών των αλληλεπιδράσεων. Παραδείγματα πεδίων στη βιοφυσική είναι η αγροφυσική, η βιομηχανική, η νανοτεχνολογία και η γενική βιολογία.
Η βιοχημεία και η βιοφυσική χρησιμοποιούν μια ποικιλία διαφορετικών εργαλείων για τη διεξαγωγή της απαραίτητης έρευνας στα πεδία. Οι τεχνικές απεικόνισης φθορισμού επιτρέπουν στους επιστήμονες να φωτίζουν τα διάφορα χαρακτηριστικά των οργανισμών και να αναγνωρίζουν πιο εύκολα τις λειτουργίες. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια εστιάζουν τα σωματίδια ηλεκτρονίων σε έναν οργανισμό για να δημιουργήσουν μια μεγεθυμένη εικόνα. Η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ αναλύει τους χημικούς δεσμούς εστιάζοντας μια ακτινογραφία στις κρυσταλλικές δομές στα μόρια. Η φασματοσκοπία NMR χρησιμοποιεί μαγνητικό συντονισμό που εστιάζεται στον πυρήνα ενός ατόμου. Συχνά χρησιμοποιούνται επίσης μικροσκόπια ατομικής δύναμης. Αυτά τα μηχανήματα επιτρέπουν σε έναν επιστήμονα να δει μερικά από τα μικρότερα αντικείμενα στο κελί.
Εκτός από την απλή οπτικοποίηση για τη μελέτη οργανισμών, οι βιοχημικοί και οι βιοφυσικοί χειρίζονται επίσης άμεσα τις διαδικασίες και τα συστήματα των βιολογικών στοιχείων. Ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή αυτών των πειραμάτων είναι ένα οπτικό τσιμπιδάκι, το οποίο χρησιμοποιεί ένα λέιζερ για να ασκήσει δύναμη σε μικρά μέρη ενός οργανισμού. Αλλάζοντας τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός οργανισμού ή του περιβάλλοντος, είναι σε θέση να προτείνουν θεωρίες και να εμφανίζουν αποτελέσματα. Αυτό έχει αυξήσει τις επιπτώσεις σε όλες τις βιολογικές οντότητες λόγω του γεγονότος ότι όλα τα έμβια όντα κατάγονται από μια κοινή καταγωγή. Με αυτόν τον τρόπο, η βιοχημεία και η βιοφυσική μπορούν να συσχετίσουν την έρευνα από έναν οργανισμό στον άλλο.