البيولوجيا الكيميائية هي نهج علمي يصل بين مجالات الكيمياء والبيولوجيا. يتضمن هذا النهج تطبيق التقنيات الكيميائية والتحليل وغالبًا حتى الجزيئات الصغيرة المنتجة من خلال التخليق الكيميائي على الدراسة والتلاعب بالأنظمة البيولوجية. على عكس الكيمياء الحيوية التي تتضمن دراسة كيمياء الجزيئات الحيوية وتعديل أساليب الكيمياء الحيوية داخل الخلايا وبينها، تتعامل البيولوجيا الكيميائية مع الكيمياء المطبقة على البيولوجيا (تخليق الجزيئات الحيوية، ومحاكاة الأنظمة البيولوجية... إلخ).