जीवरसायनशास्त्रात प्रामुख्याने प्रथिने, न्यूक्लिइक आम्ले, कर्बोदके आणि मेद इत्यादी पदार्थांची संरचना, कार्य आणि त्यांच्यात होणाऱ्या आंतरक्रिया, ज्यांच्याद्वारे पेशींना संरचना मिळते यांचा आणि जीवनप्रक्रियांशी निगडित पेशींमध्ये घडणाऱ्या क्रियांचा अभ्यास केला जातो. पेशींतील क्रिया अनेक लहान रेणू आणि आयन यांवर अवलंबून असते. काही अकार्बनी पदार्थ, उदा., पाणी आणि खनिजे हीसुद्धा पेशींच्या वाढीसाठी आणि त्यांचे कार्य सुरळीत राहण्यासाठी आवश्यक असतात.
कर्बोदके : एकशर्करा (मोनोसॅकॅराइडे) या एकवारिक रेणूंपासून बहुशर्करा (कर्बोदके) तयार होतात. ग्लुकोज (C6H12O6), फ्रुक्टोज (C6H12O6) आणि डीऑक्सिरिबोज (C5H10O4) ही एकशर्करांची काही उदाहरणे आहेत. जेव्हा दोन एकशर्करा एकत्र येतात तेव्हा दोन्ही रेणूंतील दोन हायड्रॉक्सिल (-OH) गटांपासून पाण्याचा एक रेणू गमावला जाऊन (निर्जलीभवन होऊन) बहुशर्करा तयार होतात. ग्लुकोज ही शर्करा सर्व सजीवांसाठी ऊर्जेचा मुख्य स्रोत म्हणून ओळखली जाते. सजीवांच्या पेशींना ग्लुकोजच्या चयापचयातून ऊर्जा मिळते आणि पेशींना त्यांचे कार्य करता येते.
लिपीड : यात ग्लिसरॉलाचा एक रेणू इतर रेणूंशी जोडला जातो. ट्रायग्लिसराइडामध्ये, जो लिपीडाचा मुख्य गट मानला जातो त्यात, ग्लिसरॉलाचा एक रेणू आणि मेदाम्लाचे तीन रेणू असतात. या संदर्भात मेदाम्ले एकवारिक समजली जातात आणि ती संपृक्त किंवा असंपृक्त प्रकारची असतात. आपल्या रोजच्या आहारातील एक घटक म्हणजे लिपीड. लिपीडयुक्त अन्नाचे चयापचय होत असताना त्या अन्नाचे मेदाम्ले आणि ग्लिसरॉल यांत रूपांतर होते. तेल, तूप आणि दुग्धजन्य पदार्थ (उदा., चीज, तूप, लोणी) मेदयुक्त असतात. वनस्पती तेले बहुवारिक संपृक्त मेदाम्लांनी युक्त असतात.
प्रथिने : ॲमिनो आम्लांच्या विशिष्ट जोडणीतून प्रथिने तयार होतात. एकूण २० प्रमाणित ॲमिनो आम्ले आहेत. प्रत्येक ॲमिनो आम्लात एक कार्बोक्सिल गट (-COOH), एक ॲमिनो गट (-NH2) आणि एक अल्किल गट (-R) असतो. या अल्किल गटानुसार प्रत्येक ॲमिनो आम्लाचे वैशिष्ट्य ठरते. दोन ॲमिनो आम्ले पेप्टाइड बंधामुळे एकत्रित येऊन प्रथिन तयार होते. प्रथिनांची तीन महत्त्वाची कार्ये आहेत : शरीराची वाढ करणे, पेशींची झीज भरून काढणे आणि पेशी विकृती दूर करण्यासाठी कार्यरत राहणे.
न्यूक्लिइक आम्ले : डीएनए आणि आरएनए ही महत्त्वाची न्यूक्लिइक आम्ले आहेत. न्यूक्लिओटाइड या एककापासून न्यूक्लिइक आम्ले तयार होतात. (पहा : न्यूक्लिइक आम्ले). डीएनएच्या रेणूत जनुकीय सामग्री (माहिती) साठविली जाते. आरएनए संदेशवाही, स्थानांतरी आणि रायबोसोमी अशी असतात. जनुकीय संकेतांचे संकेतन, उकल (वाचन), नियमन आणि जनुकीय अभिव्यक्ती ही न्यूक्लिइक आम्लांची कार्ये आहेत.
जीवरासायनिक संशोधन : यात वेगवेगळ्या प्रक्रियांचा समावेश होतो. उदा., जीवरसायनतज्ज्ञ मोठ्या (रेणुभाराच्या) प्रथिनांचे व विकरांचे संशोधन करतात. मानवाच्या शरीरातील विकरे पचन व स्नायूंचे आकुंचन अशा क्रियांसाठी आवश्यक असलेले रासायनिक बदल घडवून आणतात. जीवरसायनतज्ज्ञ असे जैवरेणू शोधून काढतात आणि हे रेणू रासायनिक अभिक्रियांचा वेग कसा वाढवितात, हे जाणून घेतात. तसेच ज्या चयापचय प्रक्रियांद्वारे सजीव अन्नाचे रूपांतर ऊर्जेत आणि नवीन पेशींमध्ये करतात त्या प्रक्रियांवर नियमन राखणारे रासायनिक पदार्थ शोधणे, सजीवांमध्ये तयार होणाऱ्या वेगवेगळ्या संप्रेरकांचा अभ्यास करणे व ही संप्रेरके चयापचयाचे कसे नियमन राखतात ते शोधणे, याचेही संशोधन या शाखेत होते.
जीवरसायनशास्त्रात झालेल्या संशोधनामुळेच प्रकाशसंश्लेषण समजणे सुलभ झाले. हिरव्या वनस्पती सूर्यप्रकाशापासून मिळालेल्या ऊर्जेचे रूपांतर रासायनिक ऊर्जेत करतात, हे समजले. या शाखेत झालेल्या संशोधनामुळे जीवविज्ञानाशी संबंधित इतर विषय उदा., जैवतंत्रज्ञान, वैद्यकशास्त्र यांसंबंधी ज्ञान वाढले. विकरांच्या अभ्यासातून हाडे आणि यकृत यांच्या रोगांसंबंधी माहिती मिळाली. कर्करोग कसा होतो व त्यावर कोणते उपाय होऊ शकतात हेही या अभ्यासातून माहीत झाले. जीवरसायनशास्त्राच्या अभ्यासातून अनेक प्रतिजैविकांची निर्मिती झाली. उच्च दर्जाची पिके मोठ्या प्रमाणावर कशी घेता येतात हे कृषिक्षेत्रातील संशोधकांना तसेच शेतकऱ्यांना समजले.
जीवरसायनतज्ज्ञ वेगवेगळी तंत्रे वापरतात. उदा., रंजकद्रव्य पद्धतीचा वापर करून ते कार्बनी संयुगे (प्रथिने) वेगळे करतात आणि ओळखतात, तसेच रक्तातील प्रथिने वेगळे करण्यासाठी विदयुतकणसंचलन पद्धत वापरतात. या पद्धतीद्वारे रक्तातील घटकांवरून सिकल-पेशींचा पांडुरोग आणि अन्य आनुवंशिक विकृतींचे विश्लेषण करता येते. डीएनए अंगुलीमुद्रण या तंत्रातही विदयुतकणसंचलन पद्धतीचा वापर करून एखाद्या व्यक्तीची जनुकीय सामग्री ओळखता येते. जीवरसायनशास्त्राचे उपयोजन जीवविज्ञान, कृषिविज्ञान, वैद्यकशास्त्र, आहारशास्त्र, उद्योगक्षेत्रातील विविध प्रक्रिया अशा विविध क्षेत्रांत होते.
