Bioenergetika je multidisciplinarno područje koje uključuje biologiju, kemiju i biokemiju koje se bavi protokom energije kroz organizme na staničnoj razini. Različiti organizmi prolaze kroz mnoge različite procese u proizvodnji energije u rasponu od fotosinteze u biljkama do hranjenja vlaknima kod nekih protista. Sve to dovodi do staničnog disanja, također poznatog kao oksidativni metabolizam, kroz koji pojedine stanice mogu proizvesti korisnu energiju. Postoje tisuće procesa koji na kraju dovode do proizvodnje korisne energije u stanicama organizama. Bioenergetika se bavi razumijevanjem kako ti procesi funkcioniraju i kako su u interakciji sa svim ostalim procesima proizvodnje energije u organizmu.
Energija je apsolutno neophodna za gotovo sve biološke procese od pokreta do funkcije mozga. Na najnižoj molekularnoj razini, ova energija se proizvodi razbijanjem kemijskih veza, obično veza molekule adenozin trifosfata ili ATP-a. Različiti organizmi mogu proizvoditi ATP ili druge molekule bogate energijom na različite načine. Neki su organizmi sposobni razgraditi anorganske spojeve i iskoristiti dobivenu energiju i materijale za proizvodnju ATP-a. Na primjer, biljke su sposobne koristiti energiju sunca za poticanje procesa staničnog disanja koji dovode do proizvodnje ATP-a.
Ove reakcije koje se događaju na molekularnoj razini iznimno su važne za područje bioenergetike, ali nisu jedine teme od interesa. Bioenergetika se bavi cjelokupnim protokom energije od molekularne razine do stvarnog utroška energije. Život i njegovi procesi uključuju stalan i stalno promjenljiv protok i razmjenu energije. Postoje tri posebna procesa od posebnog interesa za one koji proučavaju bioenergetiku: rast, razvoj i metabolizam.
Rast uključuje reprodukciju stanica; stanice rastu i dijele se kako bi proizvele nove stanice. Razvoj se odnosi na procese kroz koje organizam napreduje tijekom svog života, od početnog začeća do konačne smrti i propadanja. Metabolizam, kroz koji organizam tijekom svog života proizvodi energiju, način je na koji organizam održava život i proizvodi energiju potrebnu za rast i razvoj. Ova tri bitna procesa središnja su za proučavanje bioenergetike jer je gotovo sva energija koja se koristi u biološkim procesima izravno ili neizravno usmjerena na jedan od ovih ciljeva.
Izrazi “bioenergetika” i “bioenergetska analiza” također se ponekad koriste za opisivanje oblika psihoterapije koja obuhvaća i um i tijelo. Područje nastoji pozabaviti se i protumačiti obrasce izražene i umom i tijelom za rješavanje različitih psiholoških ili fizičkih problema. Dvije upotrebe riječi nisu povezane – biokemijska definicija bioenergetike razlikuje se od bioenergetske analize.