自然界所發(fā)生的一切運動，都伴隨著能量的變化，生命過程也不例外。有機體生活在一定的環(huán)境之中，它必須不斷地從外界獲得能量，才能維持生命和進行必要的生命過程，這是能量的吸收。把從外界所吸收的能量轉(zhuǎn)變成為適于在體內(nèi)儲存的能量形式，這是能量的儲存。
在合適的條件下，被吸收的能量將在體內(nèi)轉(zhuǎn)移到需要能量來啟動某種反應(yīng)的部位，例如，蛋白質(zhì)所吸收的光能往往可以在整個蛋白質(zhì)中轉(zhuǎn)移，使其最終效應(yīng)常表現(xiàn)為某一個或幾個化學(xué)鍵的斷裂。這種過程是能量的轉(zhuǎn)移。
被吸收或被轉(zhuǎn)移的能量在生命過程中經(jīng)常發(fā)生能量形式的變換，例如，肌肉收縮時，高能磷酸鍵的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而做功；光合作用中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；視覺過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏a(chǎn)生視覺，這些都是能量的轉(zhuǎn)化和利用。
機體在其長期進化過程中所形成的組織與器官對外界能量有一定的適應(yīng)范圍，在受到超出這一范圍的能量作用時往往使機體受到損傷。例如強烈日曬或大劑量高能輻射的作用可能引起各種疾病，這是能量對機體的損傷作用。
簡言之，有機體以及具有生物學(xué)活性的大分子，對于能量的吸收、儲存、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、利用及其損傷作用基本規(guī)律的研究，就組成為生物力能學(xué)的基本內(nèi)容。
生物力能學(xué)的研究可以從兩個不同的角度進行，即宏觀的角度和微觀的角度。宏觀的生物力能學(xué)從整個體系的能量形式和變化進行研究，而不追究體系本身結(jié)構(gòu)的變化細節(jié)。所謂體系既可以指群體和個體，也可以指參與反應(yīng)的一組分子。
宏觀生物力能學(xué)也稱為生物熱力學(xué)，它廣泛應(yīng)用了物理學(xué)中的熱力學(xué)理論，首先是經(jīng)典熱力學(xué)的基本定律，并用熱力學(xué)參數(shù)來表達數(shù)量關(guān)系。例如，從葡萄糖和果糖合成蔗糖是一個ATP(腺苷三磷酸)的水解過程。這一過程與合成反應(yīng)相偶聯(lián)。熱力學(xué)計算表明這一需能反應(yīng)的自由能為5.5千卡每克分子。
經(jīng)典熱力學(xué)定律只適用于孤立體系，而生命體系是一個開放體系，生命過程是一個和外界環(huán)境不斷進行物質(zhì)與能量交換的不可逆過程。近年來不可逆過程熱力學(xué)研究不斷發(fā)展，熱力學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用大大擴展。例如，經(jīng)典熱力學(xué)難以解釋的“主動轉(zhuǎn)運”過程(離子在細胞膜內(nèi)外對抗?jié)舛忍荻鹊倪\動)，用不可逆過程熱力學(xué)就能作出較好的說明。
最新的“耗散結(jié)構(gòu)”理論進一步推動了這方面的進展。耗散理論認為：遠離平衡態(tài)的系統(tǒng)，同樣可以是穩(wěn)定的。這種狀態(tài)的維持，需要不斷有物質(zhì)與能量的供應(yīng)，這種狀態(tài)可以有一定的空間結(jié)構(gòu)，在時間上有一定的運動秩序。而這些正是生命現(xiàn)象的重要特征。
微觀的生物力能學(xué)把能量狀態(tài)及變化和分子的結(jié)構(gòu)與運動結(jié)合在一起，具體研究能量從吸收到利用的全過程。這就使微觀生物力能學(xué)實際上成為分子生物物理學(xué)的一個組成部分。它在研究中廣泛應(yīng)用量子論和量子力學(xué)的方法，又使其和量子生物學(xué)緊密聯(lián)系。
微觀生物力能學(xué)是當(dāng)前生物力能學(xué)的主要發(fā)展方向，其主要內(nèi)容可歸納為：生物分子的電子結(jié)構(gòu)研究；能量轉(zhuǎn)移理論的研究，這類研究對于弄清一個具體體系中的能量傳遞過程具有重要意義；瞬時活性物質(zhì)的研究；結(jié)構(gòu)與能量關(guān)系的研究，與生物膜相聯(lián)的能量轉(zhuǎn)換作用是當(dāng)前生物物理研究中最受注意的一個問題；損傷與修復(fù)機制的研究等等。
應(yīng)用生物力能學(xué)的基本規(guī)律所研究的課題，幾乎遍及生物學(xué)的各個領(lǐng)域。當(dāng)前比較受重視和研究比較深入的主要有下列幾個問題，即氧化磷酸化作用、光合磷酸化作用、肌肉收縮、視覺過程、生物發(fā)光、離子的跨膜輸運、光的生物學(xué)作用、高能輻射對機體與生物大分子的原初作用等等。