Biogeokeemia on interdistsiplinaarne õppevaldkond, mis tegeleb erinevate protsessidega, mis mõjutavad looduse, sealhulgas maa ja atmosfääri koostist. Need protsessid võivad oma olemuselt olla keemilised, bioloogilised, füüsikalised või geoloogilised, sellest ka nimi biogeokeemia. Valdkond on ökoloogiaga tihedalt seotud, kuna see puudutab suurt osa elust Maal, kuigi see on rohkem keskendunud puhtalt keskkonnaprobleemidele kui ökoloogiale. Valdkond on eriti huvitatud laiaulatuslikest tsüklilistest protsessidest, mida mõned elemendid ja ained, nagu süsinik, lämmastik ja vesi, läbivad. Näiteks süsinikuringes jälgib biogeokeemik süsiniku liikumist läbi atmosfääri, organismidesse integreerumist, lagunemise kaudu vabanemist ja paljusid muid protsesse.
Biogeokeemiaga seotud looduskeskkond koosneb paljudest erinevatest osadest. Biosfäär, mis sisaldab kõiki ökosüsteeme, on sisuliselt maapealse elu kokkuvõte. Litosfäär hõlmab maa väliskoort või mis tahes planeedi üldiselt kivist väliskihti, mis aja jooksul oluliselt muutub. Hüdrosfäär hõlmab kogu maakera vett, pedosfäär hõlmab maakera kõige välimist maa- ja pinnasekihti ning atmosfäär hõlmab maad ümbritsevaid gaase. Kõik need maakera aspektid interakteeruvad pidevalt paljude protsesside kaudu, mis pakuvad biogeokeemikutele suurt huvi.
Biogeokeemia valdkonna teadlastel on palju erinevaid eesmärke, kuna paljud neist on spetsialiseerunud selle distsipliini erinevatele aspektidele, nagu keemia, bioloogia, ökoloogia või okeanograafia. Biogeokeemiliste uuringute üks peamisi eesmärke on arvutimudelite väljatöötamine paljude nende teadlaste uuritavate protsesside jaoks. Need protsessid toimuvad sageli pikkade ajavahemike jooksul, nii et arvutimudelid võimaldavad teadlastel neid uurida viisil, mis ei ole piiratud ajaliste probleemidega. Teine uurimistöö keskendub kliimamuutustele; biogeokeemikud on huvitatud kliimamuutuste jälgimisest ja modelleerimisest, et mõista nende põhjuseid ja vajadusel soovitada meetmeid selle ümberpööramiseks või aeglustamiseks.
Biogeokeemia ei ole rangelt akadeemiline probleem. Biogeokeemikud tegutsevad mõnikord ka valitsuses ja tööstuses, tavaliselt nõuandjana. Biogeokeemikud võivad anda valitsusjuhtidele nõu keskkonnaprobleemide ja meetmete osas, mida tuleks võtta nende parandamiseks. Nad võivad täita sarnast rolli tööstuses, nõustades tööstuse juhte oma tegevuse keskkonnamõjude osas ja soovitades mõne tööstustegevuse jaoks parimaid asukohti. Mõnikord osalevad biogeokeemikud isegi maagimaardlate uurimisel.