Die Biogeochemie ist ein interdisziplinäres Studiengebiet, das sich mit den verschiedenen Prozessen befasst, die die Beschaffenheit der Natur einschließlich der Erde und der Atmosphäre beeinflussen. Diese Prozesse können chemischer, biologischer, physikalischer oder geologischer Natur sein, daher der Name Biogeochemie. Das Gebiet ist eng mit der Ökologie verbunden, da es sich mit einem Großteil des Lebens auf der Erde befasst, obwohl es sich mehr auf reine Umweltbelange konzentriert als die Ökologie. Das Fachgebiet interessiert sich besonders für die breiten zyklischen Prozesse, die einige Elemente und Substanzen wie Kohlenstoff, Stickstoff und Wasser durchlaufen. Im Kohlenstoffkreislauf zum Beispiel verfolgt ein Biogeochemiker die Bewegung von Kohlenstoff durch die Atmosphäre, die Integration in Organismen, die Freisetzung durch Zerfall und viele andere Prozesse.
Die natürliche Umwelt, mit der sich die Biogeochemie beschäftigt, setzt sich aus vielen verschiedenen Teilen zusammen. Die Biosphäre, die alle Ökosysteme umfasst, ist im Wesentlichen die Summe des Lebens auf der Erde. Die Lithosphäre umfasst die äußere Erdkruste oder die im Allgemeinen felsige äußere Schicht eines Planeten, die sich im Laufe der Zeit erheblich verändert. Die Hydrosphäre umfasst das gesamte Wasser auf der Erde, die Pedosphäre umfasst die äußerste Land- und Bodenschicht der Erde und die Atmosphäre umfasst die die Erde umgebenden Gase. All diese Aspekte der Erde interagieren ständig durch viele Prozesse, die für Biogeochemiker von großem Interesse sind.
Forscher im Bereich der Biogeochemie haben viele unterschiedliche Ziele, da viele von ihnen auf verschiedene Aspekte der Disziplin spezialisiert sind, wie zum Beispiel Chemie, Biologie, Ökologie oder Ozeanographie. Ein Schwerpunkt der biogeochemischen Forschung ist die Entwicklung von Computermodellen für viele der von diesen Wissenschaftlern untersuchten Prozesse. Diese Prozesse laufen oft über lange Zeiträume ab, daher ermöglichen Computermodelle es Wissenschaftlern, sie auf eine Weise zu untersuchen, die nicht durch zeitliche Belange begrenzt ist. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist der Klimawandel; Biogeochemiker sind daran interessiert, den Klimawandel zu beobachten und zu modellieren, um die zugrunde liegenden Ursachen zu verstehen und gegebenenfalls Maßnahmen zu seiner Umkehr oder Verlangsamung zu empfehlen.
Biogeochemie ist kein rein akademisches Anliegen. Biogeochemiker sind manchmal auch in der Regierung und in der Industrie tätig, meist in beratender Funktion. Biogeochemiker können Regierungschefs zu Umweltproblemen und Maßnahmen beraten, die zu ihrer Behebung ergriffen werden sollten. Sie können eine ähnliche Rolle in der Industrie übernehmen, indem sie Industrieführer über die Umweltauswirkungen ihrer Aktivitäten beraten und für einige Industrieaktivitäten erstklassige Standorte empfehlen. Manchmal sind Biogeochemiker sogar an der Erkundung von Erzvorkommen beteiligt.