La investigación en bioquímica se encuentra en la encrucijada de la química y la biología, buscando respuestas a preguntas sobre la química de los seres vivos y cómo se comportan las sustancias químicas en el entorno de una persona o animal vivo o de una planta u otro ser vivo. También se le llama tanto investigación bioquímica como química biológica. Según la Oficina de Estadísticas Laborales de los Estados Unidos (BLS), la mayoría de los bioquímicos están involucrados en investigaciones bioquímicas académicas o industriales.
Los posibles temas de estudio van desde los complejos cambios químicos que ocurren a nivel celular hasta los procesos dentro de un ser vivo individual, como el crecimiento y la función cerebral, hasta procesos que tienen lugar a lo largo de generaciones, como la herencia. Dentro de cualquiera de estas áreas, desde la célula única hasta el grupo familiar, o incluso a niveles más amplios, los bioquímicos pueden estudiar estructuras y sus funciones y procesos, causas y efectos bioquímicos, relaciones entre estructuras y órganos. También pueden intentar sintetizar o diseñar productos que desempeñen un papel en la ciencia médica, por ejemplo.
Con un enfoque en compuestos orgánicos, la investigación bioquímica puede enfocarse en uno de los cuatro tipos principales de materia orgánica que se encuentran en una célula. Un tipo es la proteína, las macromoléculas compuestas por aminoácidos que forman un componente esencial de la dieta de personas y animales. Un segundo son los carbohidratos, compuestos compuestos completamente de oxígeno, carbono e hidrógeno, que se combinan en alimentos como azúcares, celulosa y almidones. Un tercero se llama grasas o lípidos, que son un mecanismo importante para proporcionar reservas de energía a los organismos. En cuarto lugar, están los ácidos nucleicos, que están presentes en todas las células y que son clave para la síntesis de proteínas y la transmisión de genes.
La nutrición es otra área importante de la investigación bioquímica y muchos bioquímicos están empleados en la industria alimentaria. Los bioquímicos estudian la bioquímica de los alimentos en sí mismos, así como cómo se utilizan en el cuerpo, lo que implica el estudio de la digestión. Se pueden probar nuevos procesos alimentarios para ver qué impacto tienen en la calidad nutricional del producto alimenticio, si es que tienen alguno, y se pueden idear nuevas ideas sobre cómo satisfacer las necesidades nutricionales especiales. Otras áreas de investigación bioquímica incluyen metabolismo, hormonas, sistema circulatorio, genética, enfermedades específicas, farmacología, desarrollo de células madre, toxicología e inmunoquímica.
La investigación en bioquímica se estableció a finales del siglo XVIII. La primera vez que se sintetizó un compuesto orgánico en el laboratorio fue cuando Friedrich Wöhler sintetizó urea en 1828. Hoy en día, la investigación bioquímica continúa analizando algunas de las mismas áreas que interesaron a los científicos hace varios siglos, aunque utilizando diferentes equipos. Los investigadores de bioquímica tienen a su disposición algunas herramientas muy especializadas. Estos incluyen espectrofotometría, electroforesis en gel de ADN, cromatografía y espectrometría de masas.