Bioenerģētika ir daudznozaru joma, kas ietver bioloģiju, ķīmiju un bioķīmiju, kas ir saistīta ar enerģijas plūsmu caur organismiem šūnu līmenī. Dažādi organismi tiek pakļauti daudziem dažādiem enerģijas ražošanas procesiem, sākot no fotosintēzes augos līdz šķiedrvielu barošanai dažos protistos. Tas viss izraisa šūnu elpošanu, ko sauc arī par oksidatīvo metabolismu, ar kuras palīdzību atsevišķas šūnas spēj ražot izmantojamu enerģiju. Ir tūkstošiem procesu, kas galu galā noved pie izmantojamas enerģijas ražošanas organismu šūnās. Bioenerģētika ir saistīta ar izpratni par to, kā šie procesi darbojas un kā tie mijiedarbojas ar visiem citiem enerģijas ražošanas procesiem organismā.
Enerģija ir absolūti nepieciešama gandrīz visiem bioloģiskajiem procesiem no kustības līdz smadzeņu darbībai. Zemākajā molekulārajā līmenī šī enerģija tiek ražota, pārtraucot ķīmiskās saites, parasti molekulas adenozīna trifosfāta vai ATP saites. Dažādi organismi var dažādos veidos ražot ATP vai citas ar enerģiju bagātas molekulas. Daži organismi spēj sadalīt neorganiskos savienojumus un izmantot iegūto enerģiju un materiālus, lai ražotu ATP. Piemēram, augi spēj izmantot saules enerģiju, lai veicinātu šūnu elpošanas procesus, kas izraisa ATP veidošanos.
Šīs reakcijas, kas notiek molekulārā līmenī, ir ārkārtīgi svarīgas bioenerģētikas jomai, taču tās nav vienīgās interesējošās tēmas. Bioenerģētika ir saistīta ar visu enerģijas plūsmu no molekulārā līmeņa līdz faktiskajam enerģijas patēriņam. Dzīve un tās procesi ietver pastāvīgu un nepārtraukti mainīgu enerģijas plūsmu un apmaiņu. Bioenerģētikas pētniekus īpaši interesē trīs īpaši procesi: augšana, attīstība un vielmaiņa.
Izaugsme ietver šūnu reprodukciju; šūnas aug un dalās, veidojot jaunas šūnas. Attīstība attiecas uz procesiem, kuros organisms progresē dzīves laikā, no sākotnējās ieņemšanas līdz galīgai nāvei un sabrukšanai. Metabolisms, ar kura palīdzību organisms savas dzīves laikā ražo enerģiju, ir veids, kā organisms uztur dzīvību un ražo augšanai un attīstībai nepieciešamo enerģiju. Šie trīs būtiskie procesi ir galvenie bioenerģētikas pētījumos, jo gandrīz visa bioloģiskajos procesos izmantotā enerģija ir tieši vai netieši vērsta uz kādu no šiem mērķiem.
Terminus “bioenerģētika” un “bioenerģētiskā analīze” dažreiz lieto arī, lai aprakstītu psihoterapijas veidu, kas aptver gan prātu, gan ķermeni. Šī joma cenšas risināt un interpretēt gan prāta, gan ķermeņa izteiktos modeļus, lai risinātu dažādas psiholoģiskas vai fiziskas problēmas. Abi vārda lietojumi nav saistīti — bioenerģētikas bioķīmiskā definīcija atšķiras no bioenerģētiskās analīzes.