Το πεδίο της Βιοχημείας είναι στην πρώτη γραμμή της έρευνας των βιοεπιστημών. Ο Τομέας Βιοχημείας του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Κρήτης παρέχει εξαιρετική ερευνητική κατάρτιση στην πρωτεϊνική βιοχημεία , βιοφυσική, βιοτεχνολογία, πρωτεϊνωματική και αναλυτική βιοχημεία σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο. Τα κύρια ερευνητικά ενδιαφέροντα του τμήματος Βιοχημείας είναι τα εξής:
Πρωτεΐνική Βιοχημεία (απομόνωση και χαρακτηρισμός των ενζύμων και πρωτεϊνών, με έμφαση τις μεμβρανικέν πρωτεϊνες), Φυσική Βιοχημεία (χρήση βιοφυσικών τεχνικών για τη μελέτη των δομικών και λειτουργικών ιδιοτήτων των ενζύμων), Διαλεύκανση μηχανισμών ενζυμικών αντιδράσεων (μηχανιστικές μελέτες για τη διαλεύκανση μηχανισμών ενζυμικών αντιδράσεων), Βιοτεχνολογία (ακινητοποίηση ενζύμων, εφαρμογές των ενζύμων) και Βιοαποικοδόμηση (εφαρμογή των βακτηρίων στην επεξεργασία των αποβλήτων), Πρωτεϊνωματική μεμβρανικών συστημάτων (ανάπτυξη μεθόδων για την ανάλυση υδρόφοβων πρωτεΐνών με χρήση φασματοσκοπίας μάζας), Ιατρικές Εφαρμογές (π.χ. ενδοκυτταρικά παθογόνα βακτήρια: Κύκλος ζωής των παθογόνων βακτήρια και ρόλος των βακτηριακών πρωτεϊνών στην ανθεκτικότητα των βακτηρίων στα αντιβιοτικά), Βιοϋλικά (ανάπτυξη νανοϋβριδίων για στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων )