北京大学化学学院化学生物学系成立于2001年现有人员9人，其中中国科学院院士1名，长江特聘教授1名，国家自然科学基金委杰出青年基金获得者 1名，教授4名，副教授3名。简单地说，化学生物学的内容是：运用化学的原理、语言和工具认识生命问题，揭示生命运动的化学本质，发展生命调控的化学方法，提供生命研究的化学技术。化学生物学是一个新兴的交叉学科，本系于2003年被批准设立化学生物学博士专业，从2004级开始招收硕博连读生(五年)和博士研究生(四年)
目前的研究主要集中在以下5个方向：
| 序号 | 研究方向名称 | 主要研究内容、特色与意义 | 指导教师 |
| 1 | 生物识别化学 | 1） 生物分子如DNA、蛋白质的识别 2） 无机及有机小分子与生物大分子的化学识别 3） 细胞水平生物识别的化学机理 4） 癌症与免疫的化学生物学研究 | 刘元方 孙红芳 王海芳 赵新生 袁谷 钱民协 张宁 |
| 2 | 生物过程化学 | 生物分子的反应和细胞层次上生命运动过程的化学机制 | 赵新生 钱民协 张宁 |
| 3 | 细胞化学生物学 | 1） 神经细胞表面的免疫授体表达及功能，免疫授体对神经信号调控分子机理 2） 利用单分子技术研究细胞层次上的生命过程的化学机制 | 张宁 赵新生 |
| 4 | 外源物质的生物效应 | 1） 富勒烯和碳纳米管在动物和细胞中的ADMET以及生物效应和应用 2） 寻找抗癌靶点，设计具有特异性的小分子抗癌药物 3） 寻找提高免疫活性，降低免疫抑制性的佐剂 | 刘元方 王海芳 孙红芳 张宁 袁谷 |
| 5 | 化学生物技术 | 生物分子识别技术、生物质谱技术、同位素示踪技术的开发与应用 | 刘元方 孙红芳 王海芳 赵新生 袁谷 钱民协 |
