Hóa sinh (tiếng Anh: Biochemistry hay biological chemistry) là phân ngành nghiên cứu các quá trình hóa học bên trong và liên quan tới sinh vật sống. Là một phân ngành của cả hóa học và sinh học, hóa sinh có thể thể được chia làm ba lĩnh vực: sinh học cấu trúc, enzym và trao đổi chất. Suốt những thập niên cuối của thế kỷ 20, ngành hóa sinh đã thành công trong việc giải thích các quá trình sống nhờ ba phân ngành kể trên. Hầu hết mọi lĩnh vực của các môn khoa học sự sống đang được khám phá và phát triển nhờ nghiên cứu và phương pháp hóa sinh học. Hóa sinh chú trọng vào vốn hiểu biết về cơ sở hóa học cho phép những phân tử sinh học tạo nên các quá trình xảy trong tế bào sống và giữa các tế bào, đổi lại liên quan mật thiết tới vốn hiểu biết về mô và cơ quan, cũng như cấu trúc và chức năng của sinh vật. Hóa sinh có mối quan hệ mật thiết tới sinh học phân tử, ngành nghiên cứu các cơ chế phân tử của hiện tượng sinh học. Phần lớn hóa sinh liên quan tới các cấu trúc, liên kết, chức năng, tương tác của những đại phân tử sinh học, chẳng hạn như protein, acid nucleic, carbohydrate và lipid. Chúng cung cấp cấu trúc của tế bào và thực hiện nhiều chức năng liên quan tới sự sống. Mảng hóa học của tế bào còn phụ thuộc vào phản ứng của những phân tử và ion nhỏ. Chúng có thể là hợp chất vô cơ (ví dụ như nước và ion kim loại) hoặc hữu cơ (ví dụ acid amin, chất được dùng để tổng hợp các protein). Những cơ chế mà tế bào sử dụng để chuyển hóa năng lượng từ môi trường thông qua các phản ứng hóa học được gọi là trao đổi chất. Những phát hiện trong môn hóa sinh được ứng dụng chủ yếu trong y học, dinh dưỡng và nông nghiệp. Trong y học, các nhà hóa sinh nghiên cứu nguyên nhân gây bệnh và các liều thuốc trị bệnh. Dinh dưỡng thì nghiên cứu cách duy trì sức khỏe và thể trạng và cả những hệ quả của kém dinh dưỡng. Trong nông nghiệp, các nhà hóa sinh nghiên cứu đất và phân bón, bên cạnh đó là các mục tiêu cải thiện canh tác, bảo quản cây trồng và kiểm soát loài gây hại.