Bioneorganinė chemija yra neorganinės chemijos šaka, apimanti metalų jonų sąveikos su gyvais audiniais tyrimais, daugiausia dėl jų tiesioginio poveikio fermentų aktyvumui. Apskaičiuota, kad trečdalis fermentų ir baltymų žmogaus kūne priklauso nuo metalų jonų, kad tinkamai veiktų keliais pagrindiniais būdais. Šiose biologinėse srityse naudojami baltymai su metalo jonais, kad perneštų energiją per elektronus, transportuotų deguonį ir azoto metabolizmą. Hidrogenazę taip pat veikia metalų jonai organizme, kuris yra mikroorganizmų pagrindu pagamintas fermentas, atsakingas už vandenilio pernešimą, taip pat alkiltransferazės, kurios yra fermentai, atsakingi už alkilo cheminių grupių perkėlimą tarp molekulių. Tokiuose procesuose dalyvauja daugiau nei tuzinas metalų, įskaitant cinką, geležį ir manganą, o vitaminų pagrindu pagaminti metalo elementai taip pat atlieka svarbų vaidmenį tokioje veikloje, kaip kalis ir kalcis.
Kiekviena metalo jonų grupė atlieka tam tikras funkcijas bioneorganinėje chemijoje. Tiek natris, tiek kalis veikia kaip elektronų krūvininkai ir palaiko krūvio balansą pralaidžiose membranose. Magnis, kalcis ir cinkas atlieka struktūrinius vaidmenis ląstelių lygiu, o ypač magnis ir cinkas gali katalizuoti hidrolizės procesą, kai junginiai suskaidomi vandens tirpale. Metalo jonai, tokie kaip molibdenas, veikia kaip azoto fiksatorius, o geležis ir varis padeda transportuoti deguonį. Nors tai visos svarbios organizmo funkcijos, pagal bioneorganinės chemijos principus šioms funkcijoms atlikti reikalingi tik metalų jonų, tokių kaip manganas, litis ir molibdenas, mikroelementai, o jų perteklius gali būti toksiškas ir net mirtinas.
Daugeliu atvejų biochemija gyvūnams apima bendradarbiavimą su organizme esančiomis bakterijomis. Bioneorganinė chemija remiasi šiuo simbioziniu ryšiu su tokiais pavyzdžiais kaip vanadžio ir molibdeno metalų jonai, nes jie padeda organizme funkcionuoti azotą fiksuojančioms bakterijoms arba vandenilį transportuojantiems organizmams, kurių pagrindą sudaro hidrogenazė. Nors daugelis šių metalų patenka į organizmą su maistu arba yra bakterijose, kai kurie taip pat egzistuoja kaip metaloproteinų, kurie yra baltymų molekulės su natūraliai prijungtomis metalo jonų struktūromis, sudedamosios dalys.
Be natūralaus fiziologinio metalų jonų aktyvumo bioneorganinėje chemijoje, jie taip pat yra farmacijos tyrimų objektas. Metalo jonų prijungimas prie vaistų gali padėti juos lengviau metabolizuoti organizme. Dėl šios metalo jonų funkcijų įvairovės juos tyrinėja įvairūs gamtos mokslai, dirbantys neorganinėje chemijoje – nuo aplinkos chemijos iki toksikologijos ir specializuotų sričių, pavyzdžiui, enzimologijos.