生化学
物質的観点で生命現象をとらえるならば、生体は多種多様な有機化学物質の集合体であるばかりでなく、それらの化学物質は相互に連携し、調和がとれ独立した物質の再生生産システムを形成している。すなわち、生体物質の変化（代謝）を司る主体も生体物質であるばかりではなく、それら主体となる物質の構造情報（遺伝物質）や製造プロセス（たんぱく質合成系）も生体物質で構成されている。あるいは物理化学的な平衡では自発的には生じないような生体物質を生産する為の多段階の反応経路（代謝経路）とその原動力となる化学ポテンシャルを生産する仕組み（エネルギー代謝）や遺伝物質を複製することで自己増殖してゆく仕組みなど、緻密で繊細な化学物質システムが構築されている。
天然物化学
フリードリヒ・ケクレ、ヤコブス・ヘンリクス・ファント・ホッフやジョセフ・ル・ベルらにより19世紀後半に有機化合物の構造化学が確立してくると有機化合物の構造を決定するのも天然物化学の研究として行なわれるようになってくる。当時は構造決定するための手段は既知の物質と物性データを比較する以外にはなかったため、単離された天然物を分解反応等により既知の物質へと変換し、その結果から天然物の構造の一部を推定し、それらを組み合わせることで構造を推定していた。そして推定された構造を確認するために、容易に入手できる構造が既知の物質からその構造の物質を合成し、同一物質が生成することを確認するのも天然物化学の研究として行なわれるようになった。これを全合成と呼ぶ。