Η βιοοργανική χημεία είναι ένας επιστημονικός κλάδος που συνδυάζει τις βασικές αρχές της βιοχημείας και της οργανικής χημείας. Η κύρια εστίασή του είναι η χημεία των βιολογικών διεργασιών μεγάλης κλίμακας, κυρίως εκείνων που σχετίζονται με την ανθρώπινη υγεία και την ανατομία. Η βιοχημεία διερευνά πώς τα κύτταρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και εστιάζει στη ζωή σε μοριακό επίπεδο. Η οργανική χημεία, από την άλλη πλευρά, εστιάζει στις χημικές ενώσεις που προκαλούν αρχικά κύτταρα και εκκρίσεις. Ως μικτό πεδίο, η βιοοργανική εξετάζει τόσο τη χημεία όσο και τη βιολογία των αλληλεπιδράσεων σε κυτταρικό επίπεδο.
Η μελέτη της βιοοργανικής χημείας είναι τόσο θεωρητική όσο και πρακτική. Από τη θεωρητική πλευρά των πραγμάτων, οι επιστήμονες πρέπει να κατανοήσουν πώς οι διαφορετικές δομές θα σχετίζονται μεταξύ τους, ιδιαίτερα σε σχέση με τους νόμους που διέπουν τη σύνθεση των κυττάρων, τον έλεγχο των συνάψεων και άλλα στοιχεία των αντιδράσεων σε κυτταρικό επίπεδο. Το πεδίο περιλαμβάνει επίσης πολλές πρακτικές επιστήμες, που απαιτούν από ερευνητές και τεχνικούς εργαστηρίου να εκτελέσουν, να παρατηρήσουν και να δημιουργήσουν. Για την επιτυχία απαιτείται συνήθως τεχνογνωσία και στους δύο κλάδους.
Η πρωτεΐνη και η σύνθεση του ανθρώπινου δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) και του ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA) είναι συχνά το κρέας κάθε επιχείρησης βιοοργανικής χημείας. Οι επιστήμονες και οι ερευνητές αφιερώνουν πολύ χρόνο για να κατανοήσουν τόσο τη βιολογία όσο και τη χημεία του τρόπου με τον οποίο αυτά τα στοιχεία αποτελούνται, αλληλεπιδρούν και συνδέονται, είτε μεταξύ τους είτε με εξωτερικές ενώσεις. Πολλές γενετικές διαταραχές και κληρονομικές παθήσεις προέρχονται από ελαττώματα στη σύνθεση DNA και RNA. Η βιοοργανική χημεία εξετάζει τόσο γιατί συμβαίνει αυτό, όσο και πώς μπορεί να το διορθώσει με μη επεμβατικά, κυτταρικά μέσα.
Η ιατρική και η φαρμακευτική έρευνα είναι μερικοί από τους μεγαλύτερους καταναλωτές τεχνογνωσίας στη βιοοργανική χημεία. Μερικές φορές αυτό έρχεται με τη μορφή δημιουργίας ορισμένων φαρμάκων ή ιατρικών θεραπειών για διακριτικές παθήσεις, αλλά μπορεί επίσης να γίνει ως βασική κατανόηση των ριζών ορισμένων καταστάσεων. Το να μπορούμε να εξηγήσουμε την ακριβή επιστήμη πίσω από μια πάθηση είναι συχνά προάγγελος για την εύρεση μιας εφαρμόσιμης λύσης ή ενός σχεδίου θεραπείας.
Υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών χημικών μεθόδων και διεργασιών που πηγαίνουν στη βιοοργανική χημεία. Οι περισσότεροι ερευνητές εργάζονται σε εργαστήρια, συγκρίνοντας και δοκιμάζοντας δείγματα. Συνήθως, ένας ερευνητής εστιάζει μόνο σε ένα μεμονωμένο έργο κάθε φορά και τα έργα μπορεί συχνά να διαρκέσουν χρόνια ή και περισσότερα. Τα προβλήματα και οι ερωτήσεις τείνουν να είναι πολύπλοκα και η ακρίβεια είναι συχνά δύσκολο να μετρηθεί, τουλάχιστον στην αρχή. Συνήθως χρειάζονται πολλές δοκιμές για να καταλήξουμε σε μια βάση για συγκρίσεις και πρέπει να αφιερωθεί χρόνος για φυσικές αναποδιές και απροσδόκητες αντιδράσεις και αποτελέσματα.
Δεν συμμετέχουν όλοι οι ειδικοί στη βιοοργανική χημεία σε δοκιμές πλήρους απασχόλησης και εργαστηριακή έρευνα. Μερικοί διδάσκουν επίσης, ιδιαίτερα σε επίπεδο μεταπτυχιακών σχολών. Μπορούν επίσης να συμμετέχουν σε ιδιωτική έρευνα που προάγει τον τομέα χωρίς κανένα άμεσο όφελος για την ιατρική ή τη θεραπεία.