این علم در مقیاس‌های مختلف، از مولکول‌های زیستی (مانند پروتئین‌ها و DNA) تا سلول‌ها و ارگانیسم‌های کامل، به تحلیل رفتار سیستم‌های زنده می‌پردازد. در سطح مولکولی، بیوفیزیک به مطالعه ساختار، دینامیک و مکانیسم‌های عمل ماکرومولکول‌ها از طریق تکنیک‌هایی مثل طیف‌سنجی و کریستالوگرافی می‌پردازد. انتقال پیام در سیستم‌های عصبی، مکانیسم انقباض عضلات و فرایندهای بیوانرژتیک (مانند فتوسنتز) از موضوعات کلیدی آن است. همچنین این رشته به بررسی پدیده‌های غشایی، مانند نحوه عبور یون‌ها و حفظ پتانسیل الکتریکی سلول (که پایه بیوالکتریسیته است) توجه ویژه‌ای دارد. مدل‌سازی ریاضی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای درک بهتر رفتارهای پیچیده زیستی، ابزاری جدایی‌ناپذیر در بیوفیزیک محسوب می‌شوند. در نهایت، کاربرد این علم در پزشکی، مانند فناوری‌های تصویربرداری (MRI و PET) و روش‌های نوین درمانی، نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. به طور خلاصه، هدف بیوفیزیک پاسخ به این پرسش است که چگونه قوانین حاکم بر ماده و انرژی، حیات را در سطوح مختلف ممکن می‌سازند.