Biogeochemija yra tarpdisciplininė studijų sritis, susijusi su įvairiais procesais, turinčiais įtakos gamtos struktūrai, įskaitant žemę ir atmosferą. Šie procesai gali būti cheminio, biologinio, fizinio ar geologinio pobūdžio, todėl vadinama biogeochemija. Ši sritis yra glaudžiai susijusi su ekologija, nes ji susijusi su didžiąja gyvybės žemėje dalimi, nors ji labiau orientuota į aplinkosaugos klausimus, o ne į ekologiją. Ši sritis ypač domisi plačiais cikliniais procesais, kuriuose vyksta kai kurie elementai ir medžiagos, pavyzdžiui, anglis, azotas ir vanduo. Pavyzdžiui, anglies cikle biogeochemikas stebi anglies judėjimą per atmosferą, integraciją į organizmus, išsiskyrimą skilimo metu ir daugelį kitų procesų.
Natūrali aplinka, su kuria susijusi biogeochemija, susideda iš daugelio skirtingų dalių. Biosfera, kurioje yra visos ekosistemos, iš esmės yra gyvybės žemėje suma. Litosfera apima išorinę žemės plutą arba paprastai uolėtą bet kurios planetos išorinį sluoksnį, kuris laikui bėgant labai kinta. Hidrosfera apima visą žemėje esantį vandenį, pedosfera apima atokiausią žemės ir dirvožemio sluoksnį žemėje, o atmosfera apima žemę supančias dujas. Visi šie žemės aspektai nuolat sąveikauja per daugelį procesų, kurie labai domina biogeochemikus.
Biogeochemijos tyrėjai turi daug skirtingų tikslų, nes daugelis jų specializuojasi įvairiuose šios disciplinos aspektuose, pavyzdžiui, chemijoje, biologijoje, ekologijoje ar okeanografijoje. Vienas iš pagrindinių biogeocheminių tyrimų akcentų yra daugelio šių mokslininkų tiriamų procesų kompiuterinių modelių kūrimas. Šie procesai dažnai vyksta ilgą laiką, todėl kompiuteriniai modeliai leidžia mokslininkams juos tirti tokiais būdais, kurių neriboja laiko rūpesčiai. Kitas mokslinis dėmesys skiriamas klimato kaitai; biogeochemikai domisi klimato kaitos stebėjimu ir modeliavimu, kad suprastų pagrindines jos priežastis ir, jei reikia, rekomenduotų veiksmus, kaip jį pakeisti arba sulėtinti.
Biogeochemija nėra vien akademinis rūpestis. Biogeochemikai kartais taip pat aktyviai dirba vyriausybėje ir pramonėje, dažniausiai kaip patarėjai. Biogeochemikai gali patarti vyriausybės vadovams apie aplinkosaugos problemas ir veiksmus, kurių reikėtų imtis norint juos ištaisyti. Jie gali atlikti panašų vaidmenį pramonėje, patardami pramonės lyderiams apie savo veiklos poveikį aplinkai ir rekomenduodami geriausias vietas kai kurioms pramonės veikloms. Kartais biogeochemikai netgi dalyvauja žvalgydami rūdos telkinius.