La bioquímica funciona con los mismos principios que la química y la física regular , excepto que las moléculas involucradas son usualmente mucho, mucho más complejas que las que se estudiaron en las ciencias naturales. Esto se debe a que la bioquímica involucra moléculas orgánicas especialmente grandes , como las proteínas, que tienen diferentes partes que funcionan de maneras completamente diferentes dentro de la misma molécula gigantesca . Por ejemplo, Buckminsterfullerene es la molécula orgánica no bioquímica más grande que se me ocurre en este momento y pesa solo 720.64 g / mol, en comparación con la proteína natural más pequeña, TRP-Cage, que pesa 2169.4 g / mol.
Entonces, cuando se analiza hasta los niveles más simples, la bioquímica se estudia de la misma manera que la química. Las fórmulas son similares, la forma de escribir ecuaciones es la misma, etc. El comportamiento de las moléculas, obviamente, es el mismo también. Uno de los conceptos más importantes en las reacciones químicas es el del equilibrio : cualquier reacción natural ocurre de tal forma que los productos y los reactivos alcanzan concentraciones que no tienen tendencia a cambiar con el tiempo. En términos de bioquímica, esto lleva a una tendencia de las estructuras bioquímicas a adoptar una conformación a lo largo del tiempo que las estabilice .
Por ejemplo, el ADN es básicamente una estructura que tiene 2 largas cadenas de polímeros, compuestos de 4 nucleótidos, conectados entre sí a través de enlaces de hidrógeno. Los enlaces que unen los nucleótidos en cada cadena de polímero son un enlace fosfodiéster, que es un enlace covalente fuerte que requiere mucha energía para romperse. En comparación con estos enlaces covalentes, los enlaces de hidrógeno entre las 2 cadenas de polímero son mucho más débiles y no necesitan tanta energía para romperse. Además, los enlaces H formados entre las 2 cadenas poliméricas son muy específicos. Es decir, se forman de una cierta manera tal que cada nucleótido puede unirse solo con otro nucleótido específico. La adenina (A) se une a la timina (T) a través de 2 enlaces H y la citosina (C) se une a la guanina (G) a través de 3 enlaces H. 
Este emparejamiento específico y el número de enlaces H también sucede debido a las estructuras específicas de los nucleótidos en sí y en función de lo que los estabilizaría mejor.
Esta es también la razón por la cual la replicación del ADN funciona de la manera en que lo hace. Es decir, la maquinaria de replicación (moléculas) recorre cada cadena de polímero, rompiendo los enlaces H en lugar de los enlaces covalentes simplemente porque son más fáciles de romper. Luego, se crean nuevos hilos de polímero, basados en la regla de emparejamiento AT, GC. 
Este modelo demostró ser químicamente eficiente y estable en el tiempo, razón por la cual fue retenido y altamente conservado (es decir, ocurre de la misma manera en casi todos los organismos) que la evolución. La transcripción del ADN también ocurre con los mismos principios.
Otro concepto importante en bioquímica es la interacción entre diferentes moléculas. Cada tipo de enlace / interacción ocurre, una vez más, basado en las interacciones de los átomos en el nivel más local.
El almacenamiento de energía en las células se lleva a cabo mediante adenosina trifosfato (ATP). Básicamente, la energía se almacena en forma de enlaces fosfato y cuando estos enlaces se rompen, se libera energía, que luego se utiliza en diversas reacciones celulares. 
La razón por la que esta molécula fue una buena opción sobre la evolución es que el oxígeno con doble enlace en cada enlace de fosfato de la molécula es un grupo altamente electronegativo (para una comprensión simple: lleva una carga negativa alta). Esta electronegatividad hace que los oxígenos adyacentes de doble enlace en la región de trifosfato se repelan entre sí, lo que a su vez significa que para que cada fosfato mantenga su enlace con un fosfato vecino, se debe usar mucha energía. Por lo tanto, cada enlace de fosfato es un enlace de alta energía, que libera mucha energía cuando se rompe, como se muestra a continuación. 
ADP = difosfato de adenosina
AMP = monofosfato de adenosina
Pi = fosfato inorgánico
PPi = difosfato inorgánico
Del mismo modo, toda la bioquímica se puede entender a través de principios bien establecidos de la química y la física. Nos muestra cómo las formas de vida biológica pueden describirse a través de moléculas no vivas y cómo la vida fue precedida por estas moléculas y cómo la evolución condujo a nuestra existencia.
