维生素，顾名思义，是维持生命的要素。它含量虽微，通常在一般食物中只占万分之一的含量，但它的神通十分广大，一旦生命体失掉它，就会死亡。所以，它是名副其实的维持生命的要素。维生素的发现经历了艰难的历程。1880年，瑞士巴塞尔大学研究生鲁宁首先发现牛奶中含有一种神秘的物质。
1896年，荷兰医生艾克曼在印度尼西亚发现吃精白米的鸡和人，都会得一种奇怪的脚气病。一次偶然的机会，他用将米糠浸泡出来的水，却治愈了脚气病。1912年，英国科学家霍比克经过一番研究后认为，动物生命的维持，即新陈代谢的正常进行，除必须供应糖类、脂肪、蛋白质、无机盐外，还必须摄入少量的神秘物质，才能使新陈代谢正常进行。1913年，波兰化学家丰克经过艰苦的努力，用酸性白土作吸附剂，才从米糠中提取到这种神秘的物质（维生素B1）。由于它是生命体不可缺少的物质，而从化学结构上看是胺类化合物，于是，给它起名为生命胺，英文为Vitamine。德国科学家德来蒙特把“生命胺（Vitamine）的名字作了修改，他巧妙地将最后一个字母“e”去掉，成为“维他命”（Vitamin）。从此，这名词就叫开了。近年来，我们把它译为维生素，使之更符合维持生命要素的含义。迄今，科学家发现，不但人类和哺乳类动物需要维生素，而且低等生物如细菌等也都有各自的维生素。就人类而言，也有10多种不可缺少的维生素。
维生素是一些小分子有机化合物，据其溶解特性将维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K等；水溶性维生素包括维生素B1、B2、PP、B6、B12、C等。当膳食中供给维生素不足或缺乏时，会产生相应的维生素缺乏症。
维生素A以视黄醛的形式与视蛋白结合成感光物质，并对维持上皮组织的健康至关重要。如缺乏维生素A，会出现夜盲症、干眼病和皮肤干燥，使儿童生长受阻。
维生素D参与调节钙磷代谢，组成和维持骨骼的强壮。缺乏维生素D，易使儿童患佝偻病。
维生素E有抗氧化作用和抗不育作用。它对身体有很多有益的功效。可减少维生素A及多元不饱和脂肪酸的氧化、控制细胞氧化、促进伤口的愈合、抑制皮肤晒伤反应等。
水溶性维生素中的B族维生素多参与构成结合蛋白质酶类中的辅酶成分，参与物质代谢。如缺乏维生素B1，甲状腺机能降低，会出现妊娠泌乳不良等，缺乏维生素B2易患舌炎；缺乏维生素B12易患恶性贫血。
维生素C具有还原性，并参与羟化反应。
以粮食和蔬菜为主食而肉食摄取较少的人群容易造成维生素A、D、B2缺乏。在北方冬春季节，由于蔬菜种类不丰富，容易引起维生素C缺乏症。
在不同季节有不同的膳食习惯：应多吃胡萝卜，以预防维生素A缺乏病；应增加光照时间，以补充饮食中维生素D供给不足而引发的佝偻病。动物性食品如内脏中含丰富的维生素B2；豆芽菜中富含维生素C，另外还可在油脂中强化维生素A、D，以补充不足。但必须注意维生素A、D是脂肪性维生素，若不控制而过多服用，会造成肝脏内储存过多而中毒。
生物化学是对生物体组成的鉴定，直到今天，新物质还在不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。
旧物质也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代，又了解到是生物氧化的一种载体；多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。
新陈代谢类型同化作用自养型光合自养型化能自养型异养型捕食型腐生型寄生型异化作用需氧型（有氧呼吸型）厌氧型（无氧呼吸型）
合成代谢和分解代射是组成新陈代谢的两部分。合成代谢是生物体从环境中取得物质，转化为体内新的物质的过程，也叫同化作用；分解代射是生物体内的原有物质转化为环境中的物质，也叫异化作用。同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。中间代谢就是研究其中的化学途径的。
糖脂肪蛋白质能量来源=能量去路机械功合成反应膜转运信号转导信号转导产热腺体分泌物质代谢过程中常常伴有能量的变化。能量代谢是指生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化，此过程中ATP起着中心的作用。新陈代谢在生物体的调节控制之下有条不紊地进行。生物体内绝大多数调节过程是通过别构效应实现的。
生物大分子的多种功能与它们特定的结构有密切关系。催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等是蛋白质的主要功能。结构分析技术不断发展，人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能，蛋白质分子内部的运动性是它们执行各种功能的重要基础。
20世纪末出现的蛋白质工程，通过改变蛋白质的结构基因，获得在指定部位经过改造的蛋白质分子。这一工程不仅为研究蛋白质的结构与功能的关系提供了新的途径；而且也开辟了按一定要求合成具有特定功能的、新的蛋白质的广阔前景。
核酸的结构与功能的研究与阐明基因的本质，了解生物体遗传信息的流动有密切关系。碱基配对是核酸分子相互作用的主要形式，这是核酸作为信息分子的结构基础。
基因表达的调节控制是分子遗传学研究的一个中心问题，也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。对于原核生物的基因调控已有不少的了解；真核生物基因的调控正从多方面探讨。如异染色质化与染色质活化；DNA的构象变化与化学修饰；DNA上调节序列如加强子和调制子的作用；RNA加工以及转译过程中的调控等。
生物体的糖类物质是由多糖、寡糖和单糖组成。在多糖中，纤维素和甲壳素是植物和动物的结构物质，淀粉和糖元等是贮存的营养物质。单糖是生物体能量的主要来源。寡糖在结构和功能上的重要性在20世纪70年代才被人们所认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。
糖链结构复杂，使它们具有很大的信息容量，对于细胞专一地识别某些物质并进行相互作用而影响细胞的代谢具有重要作用。从发展趋势看，糖类将与蛋白质、核酸、酶并列成为生物化学的四大研究对象。
只要生物大分子的化学结构能够测定，就可在实验室中进行人工合成。生物大分子及其类似物的人工合成有助于了解它们的结构与功能的关系。有些类似物由于具有更高的生物活性而可能具有应用价值。通过DNA化学合成而得到的人工基因可应用于基因工程而得到具有重要功能的蛋白质及其类似物。
酶对生物体内的化学反应具有催化作用。酶的作用具有催化效率高、专一性强等特点。这些特点与酶的结构密切相关。酶的结构与功能的关系、反应动力学及作用机制、酶活性的调节控制等是酶学研究的基本内容。酶与人类生活和生产活动关系十分密切，因此酶在工农业生产、国防和医学上的应用一直受到广泛的重视。
脂质和蛋白质是生物膜的组成部分，一般也含有糖类，其基本结构可用流动镶嵌模型来表示，即脂质分子形成双层膜，膜蛋白以不同程度与脂质相互作用并可侧向移动。生物膜与能量转换、物质与信息的传送、细胞的分化与分裂、神经传导、免疫反应等都有密切关系，是生物化学中一个活跃的研究领域。
激素对新陈代谢具有重要的调节作用。激素系统和神经系统构成生物体两种主要通讯系统，二者之间又有密切的联系。20世纪70年代以来，激素的研究范围日益扩大，许多激素的化学结构已经测定，它们主要是多肽和甾体化合物。一些激素的作用原理也清楚了，有些是改变的通透性，有些是激活细胞的酶系，还有些是影响基因的表达。维生素对新陈代谢也有重要影响，可分水溶性与脂溶性两大类。它们大多是酶的辅基或辅酶，与生物体的健康有密切关系。
生物进化论中指出：地球上数百万种生物具有相同的起源，并在大约40亿年的进化过程中逐渐形成。生物化学的发展为这一学说在分子水平上提供了有力的证据。
在生物化学的发展中，很多重大的进展都是在方法上的突破。20世纪90年代以来，计算机技术广泛而迅速地向生物化学各个领域渗透，不仅使许多分析仪器的自动化程度和效率大大提高，而且为生物大分子的结构分析、结构预测以及结构功能关系的研究提供了全新的手段。生物化学的继续发展还要得益于技术和方法的革新，这是毫无疑问的。
细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域也深受生物化学的影响。通过对生物高分子结构与功能进行的深入研究，揭示了生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘，使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。
生物学中一些看来与生物化学关系不大的学科，如分类学和生态学，甚至在探讨人口控制、世界食品供应、环境保护等社会性问题时，都需要从生物化学的角度加以考虑和研究。
生物化学还将生命世界中所提出的重大而复杂的问题展现在物理学面前，是生物学与物理学之间的桥梁，产生了生物物理学、量子生物化学等边缘学科，从而丰富了物理学的研究内容，促进了物理学和生物学的发展。
在医学、农业、某些工业和国防部门的生产实践的推动下，生物化学逐渐成长起来，反过来，这些部门生产实践的发展也受到生物化学的推动作用。
生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了巨大的作用。例如皮革的鞣制、脱毛，蚕丝的脱胶，棉布的浆纱都用酶法代替了老工艺。近代发酵工业、生物制品及制药工业包括抗生素、有机溶剂、有机酸、氨基酸、酶制剂、激素、血液制品及疫苗等均创造了相当巨大的经济价值，特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。