Bioenergetika je multidisciplinarno področje, ki vključuje biologijo, kemijo in biokemijo, ki se ukvarja s pretokom energije skozi organizme na celični ravni. Različni organizmi so podvrženi številnim različnim procesom pri proizvodnji energije, od fotosinteze v rastlinah do hranjenja z vlakni pri nekaterih protistih. Vse to vodi do celičnega dihanja, znanega tudi kot oksidativni metabolizem, s katerim lahko posamezne celice proizvajajo uporabno energijo. Obstaja na tisoče procesov, ki sčasoma pripeljejo do proizvodnje uporabne energije v celicah organizmov. Bioenergetika se ukvarja z razumevanjem delovanja teh procesov in njihove interakcije z vsemi drugimi procesi proizvodnje energije v organizmu.
Energija je nujna za skoraj vse biološke procese, od gibanja do delovanja možganov. Na najnižji molekularni ravni se ta energija proizvaja s prekinitvijo kemičnih vezi, običajno vezi molekule adenozin trifosfata ali ATP. Različni organizmi lahko na različne načine proizvajajo ATP ali druge energijsko bogate molekule. Nekateri organizmi so sposobni razgraditi anorganske spojine in uporabiti pridobljeno energijo in materiale za proizvodnjo ATP. Na primer, rastline lahko uporabljajo energijo sonca za spodbujanje procesov celičnega dihanja, ki vodijo do proizvodnje ATP.
Te reakcije, ki se pojavljajo na molekularni ravni, so izjemno pomembne za področje bioenergetike, a niso edine zanimive teme. Bioenergetika se ukvarja s celotnim pretokom energije od molekularne ravni do dejanske porabe energije. Življenje in njegovi procesi vključujejo stalen in nenehno spreminjajoč se pretok in izmenjavo energije. Za tiste, ki preučujejo bioenergetiko, so še posebej zanimivi trije procesi: rast, razvoj in presnova.
Rast vključuje razmnoževanje celic; celice rastejo in se delijo, da nastanejo nove celice. Razvoj se nanaša na procese, skozi katere organizem napreduje v svojem življenju, od začetnega spočetja do končne smrti in propadanja. Presnova, s katero organizem v svojem življenju proizvaja energijo, je način, na katerega organizem vzdržuje življenje in proizvaja energijo, potrebno za rast in razvoj. Ti trije bistveni procesi so osrednjega pomena za študij bioenergetike, saj je skoraj vsa energija, ki se uporablja v bioloških procesih, neposredno ali posredno usmerjena k enemu od teh ciljev.
Izraza “bioenergetika” in “bioenergetska analiza” se včasih uporabljata tudi za opis oblike psihoterapije, ki zajema tako um kot telo. Področje skuša obravnavati in razlagati vzorce, ki jih izražata tako um kot telo, da bi se lotili različnih psiholoških ali fizičnih težav. Obe uporabi besede nista povezani – biokemična definicija bioenergetike se razlikuje od bioenergetske analize.