Une biomolécule est une molécule qui participe au processus métabolique et à l'entretien d’un organisme vivant, par exemple les glucides, les lipides, les protéines, l'eau et les acides nucléiques. On parle aussi de biomolécules pour des molécules identiques à celles trouvées dans le vivant, mais obtenues par d'autres moyens, par exemple dans les conditions qui prévalent dans l'espace (thème de l'exobiologie) ou dans des processus purement géophysiques.