生物物理学是应用物理学的概念和方法来研究生物各层次结构与功能的关系，生命活动的物理、物理化学过程，和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在：宏观上阐明生物系统在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的转换关系；微观上研究生物大分子及大分子复合体的结构、运动和功能。

DNA分子的双螺旋结构

早在17世纪，人们就将物理规律应用于生物系统，例如，托马斯·扬利用光的波动学说、色觉理论，研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用；亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统等等。随着电子显微镜和X射线衍射技术的普遍应用，我们得到了生物超微结构的更多信息。阿斯特伯里用X射线衍射技术研究毛发、丝和羊毛纤维结构等，发现了由氨基酸残基链形成的蛋白质主链构象；二十世纪五十年代，物理学家克里克和生物学家沃森合作，通过对DNA晶体的X光衍射照片的分析，推导出DNA分子的三维构象---双螺旋结构。这是物理方法应用于生命科学的最成功的一个例子，通常看作是生物物理开始作为一门学科的标志。也是分子生物学的开端。
    除了X射线衍射技术外还有许多有效的方法来研究生物系统，如荧光标记和荧光猝灭方法，用于在溶液状态下测量分子的构象，还能动态地显出构象的改变，是目前广泛使用的方法之一。在八十年代末出现的多维核磁共振方法能够方便快速的测出溶液中大分子的构象，数据适合计算机处理。九十年代末出现了多维NMR的新算法，使该方法能测量的分子量的上限有数量级的突破，使NMR的应用前景更为广阔。
        1943年薛定谔在他的讲演“生命是什么”中用热力学和量子力学理论解释生命的本质引进了“负熵”概念，试图从一些新的途径来说明有机体的物质结构、生命活动的维持和延续、生物的遗传与变异等问题；威纳认为生物的控制过程，包含着信息的接收、变换、贮存和处理。他们认为既然生命物质是物质世界的一个组成部分，那么既有它的特殊运动规律，也应该遵循物质运动的共同的一般规律。这就沟通了生物学和物理学两个领域。

绿叶的光合作用
    生物物理学是研究活物质的物理学。尽管生命是自然界的高级运动形式，也仍然是自然界三个量(质量、能量和信息)综合运动的表现。对活跃在生物体内的基本粒子的研究，也是探索生命活动的物理及物理化学过程的一个主体部分。生物都是含水的，研究水溶液中电子的行为，对了解生命活动的理化过程极为重要。人们已经发现了生物的质子态、质子非定域化和质子隧道效应等现象，因此需进一步开展量子生物学的研究，探索这些基本粒子在活体内的行为。
    光合作用中叶绿素最初吸收光子只在一千万亿分之一秒瞬间完成，视觉过程和高能电离辐射最初始的能量吸收也都是瞬间完成的，这些能量在生物体内最初的去向和行为，从吸收到物理化学过程的出现，究竟发生了什么物理作用，这是目前尚未解开的问题。 生物物理学的三大分支学科是：
    生物力学      生物力能学     生物声学