A biogeoquímica é um campo de estudo interdisciplinar que se preocupa com os vários processos que afetam a composição da natureza, incluindo a terra e a atmosfera. Esses processos podem ser de natureza química, biológica, física ou geológica, daí o nome biogeoquímica. O campo está intimamente relacionado à ecologia, pois se preocupa com grande parte da vida na Terra, embora seja mais focado em preocupações puramente ambientais do que a ecologia. O campo está particularmente interessado nos amplos processos cíclicos pelos quais alguns elementos e substâncias, como carbono, nitrogênio e água, passam. No ciclo do carbono, por exemplo, um biogeoquímico rastreia o movimento do carbono através da atmosfera, a integração nos organismos, a liberação através da decomposição e muitos outros processos.
O ambiente natural a que se refere a biogeoquímica é composto de muitas partes diferentes. A biosfera, que contém todos os ecossistemas, é essencialmente a soma da vida na Terra. A litosfera inclui a crosta externa da Terra, ou a camada externa geralmente rochosa de qualquer planeta que muda significativamente ao longo do tempo. A hidrosfera inclui toda a água da terra, a pedosfera inclui a camada mais externa da terra e do solo, e a atmosfera inclui os gases que cercam a terra. Todos esses aspectos da Terra interagem constantemente através de muitos processos que são de grande interesse para os biogeoquímicos.
Pesquisadores no campo da biogeoquímica têm muitos objetivos diversos, pois muitos se especializam em diferentes aspectos da disciplina, como química, biologia, ecologia ou oceanografia. Um foco importante da pesquisa biogeoquímica é o desenvolvimento de modelos de computador para muitos dos processos que esses cientistas estudam. Esses processos geralmente ocorrem por longos períodos de tempo; portanto, os modelos de computador permitem que os cientistas os estudem de maneiras que não são limitadas por preocupações temporais. Outro foco de pesquisa é a mudança climática; os biogeoquímicos estão interessados em monitorar e modelar as mudanças climáticas, a fim de entender suas causas subjacentes e, se necessário, recomendar ações para reverter ou retardá-las.
A biogeoquímica não é estritamente uma preocupação acadêmica. Às vezes, os biogeoquímicos também são ativos no governo e na indústria, geralmente com capacidade consultiva. Os biogeoquímicos podem aconselhar os líderes governamentais sobre questões e ações ambientais que devem ser tomadas para corrigi-las. Eles podem desempenhar um papel semelhante na indústria, aconselhando líderes industriais sobre os impactos ambientais de suas atividades e recomendando locais privilegiados para algumas atividades industriais. Às vezes, biogeoquímicos estão envolvidos na prospecção de depósitos de minério.