ชีวเคมีและอณูชีววิทยาเป็นศาสตร์ทางธรรมชาติสองแขนงที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาวิชาเคมีของสิ่งมีชีวิต มีการทับซ้อนกันระหว่างสาขาวิชาทั้งสองนี้เป็นอย่างมาก นักชีวเคมีศึกษาการแต่งหน้าทางเคมีของเซลล์สิ่งมีชีวิตและปฏิกิริยาและกระบวนการทางเคมีทุกประเภทที่เกิดขึ้นในพืชสัตว์หรือสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น นักชีววิทยาโมเลกุลยังศึกษาเกี่ยวกับเคมีของสิ่งมีชีวิตด้วยเช่นกันจนถึงระดับโมเลกุล
ในขณะที่สาขาวิชาชีวเคมีและอณูชีววิทยาต่างก็ให้ความสำคัญกับชีววิทยาอย่างมากในระดับเซลล์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละวิชาชีววิทยาโมเลกุลมักมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่พื้นที่เฉพาะของระบบพันธุกรรมของเซลล์ ระบบพันธุกรรมระดับโมเลกุลเหล่านี้รวมถึงการสังเคราะห์โปรตีน, กรดเดอกซีโบโนนิคิวนิก (DNA) และกรด ribonucleic (RNA) DNA และ RNA เป็นโมเลกุลในเซลล์สิ่งมีชีวิตที่นำข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
งานวิจัยด้านชีวเคมีบางสาขา ได้แก่ การขนส่งเยื่อหุ้มเซลล์, การส่งสัญญาณและการสังเคราะห์โปรตีน การขนส่งเยื่อหุ้มเซลล์เป็นการเคลื่อนที่ของสารเคมีเข้าและออกจากเซลล์ การส่งสัญญาณเกี่ยวข้องกับวิธีการสื่อสารของเซลล์โดยใช้สารเคมี การสังเคราะห์โปรตีนเป็นกระบวนการที่เซลล์สิ่งมีชีวิตแปลข้อมูลในสารพันธุกรรมเป็นโมเลกุลโปรตีน กระบวนการเหล่านี้เป็นพื้นฐานของกระบวนการทางชีววิทยาส่วนใหญ่ในระดับเคมีและมีหัวข้อเฉพาะทางอื่น ๆ อีกมากมายและสาขาวิชาที่ศึกษาในชีวเคมีและอณูชีววิทยา
ชีวเคมีและอณูชีววิทยาเป็นสาขาที่ซับซ้อนของการศึกษา จำนวนของสารชีวเคมีชนิดต่าง ๆ มีขนาดใหญ่มาก แต่โดยปกติแล้วสารที่ซับซ้อนมากขึ้นจะประกอบด้วยหน่วยที่ง่ายขึ้นช่วยให้การศึกษาของพวกเขาง่ายขึ้น มีความเชื่อกันว่าพืชสัตว์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่รู้จักกันมีวิวัฒนาการมาจากรูปแบบชีวิตในวัยเด็กเดียวกันหรือที่รู้จักกันในชื่อ "บรรพบุรุษร่วมกัน" นักชีวเคมีและนักวิทยาศาสตร์โมเลกุลมักกล่าวว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในโลกของเรามีเคมีพื้นฐานที่คล้ายคลึงกัน
การวิจัยในห้องปฏิบัติการชีวเคมีมักจะมุ่งเน้นไปที่ความเชี่ยวชาญอย่างน้อยหนึ่งสาขา แต่ห้องปฏิบัติการหลายแห่งครอบคลุมหัวข้อต่างๆตั้งแต่ชีวเคมีชีววิทยาและชีววิทยาระดับโมเลกุล งานชีวเคมีหรืออาชีพชีวเคมีอาจครอบคลุมทั้งชีวเคมีและอณูชีววิทยาทั้งในเวลาเดียวกันหรือในช่วงเวลาหนึ่ง ดังนั้นงานชีวเคมีและงานนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโมเลกุลจึงไม่ได้เกิดร่วมกันอย่างเฉพาะเจาะจงเนื่องจากมีการทับซ้อนกันอย่างมากของทั้งสองสาขาการศึกษา
