Il biochimico e la biochimica studiano la struttura, le proprietà e le reazioni chimiche dei costituenti cellulari degli esseri viventi (animali, vegetali, batteri, virus, ecc.). Attraverso esperienze ed analisi in laboratorio, cercano di scoprire il segreto dei procedimenti e dei meccanismi chimici che conducono alla biosintesi (fabbricazione di certe sostanze da parte delle cellule viventi), al trasporto, alla modifica o alla degradazione di proteine, di zuccheri, di grassi, di ormoni, di enzimi (catalizzatori biologici: sostanze che provocano e mantengono una reazione biochimica), ecc.

Grazie alla biotecnologia, mettono a punto procedimenti di fabbricazione industriale di prodotti utilizzati in numerosi settori: medicina umana e animale, settore agro-alimentare, ecologia, biologia (in particolare settori molto attuali come la genetica e lo studio di proteine ed enzimi). Mentre i chimici studiano le reazioni che conducono all'apparizione di una sostanza e le relative proprietà, i biochimici identificano e descrivono tutte le molecole che partecipano a quel grande fenomeno che è la vita.
Due indirizzi fondamentali caratterizzano la biochimica:

• l'indirizzo descrittivo che mira ad identificare le sostanze, ma soprattutto a mettere in luce le loro relazioni e i loro effetti nei processi vitali chiamati metabolismo;
• l'indirizzo interventista che cerca di utilizzare le conoscenze acquisite allo scopo di migliorare o sfruttare questi stessi processi vitali per la biotecnologia. Punto comune di questi due indirizzi: la ricerca, fondamentale o applicata. I biochimici sono innanzitutto dei ricercatori e la maggioranza dei neo-diplomati lavora in ambito universitario.

I loro compiti principali possono essere così descritti:

• analizzare, comprendere e spiegare i procedimenti biologici e chimici che si producono all'interno o all'esterno delle cellule viventi;
• studiare, scoprire e spiegare l'azione di certi geni nel meccanismo della produzione biologica di determinate sostanze;
• analizzare lipidi, carboidrati, acidi nucleici e altre molecole utilizzate per il controllo del funzionamento delle cellule e degli organi;
• studiare l'influenza degli enzimi e di altri fattori (tempertura, acidità, ecc.) nella sintesi (anabolismo) o la degradazione (catabolismo) di prodotti cellulari;
• identificare geni e definire il loro ruolo nel procedimento fisiologico normale o patologico, stabilendo modelli di cultura cellulare (animale o vegetale) e modelli di patologia in vivo;
• applicare e migliorare tecniche di estrazione, di analisi, di sintesi e di purifazione di prodotti biologici: ormoni, enzimi, ecc.;
• selezionare e coltivare le batterie che intervengono nei procedimenti di produzione o di degradazione della materia;
• realizzare metodi per coltivare cellule a partire da un frammento di tessuto (della pelle, per esempio);
• modificare il materiale genetico delle piante o degli animali per farne modelli di studio o per cambiare le loro proprietà (resistenza ai parassiti, alle condizioni climatiche, ecc.) o per migliorare differenti specie.