从生物化学观点对生物群进行比较研究的分支。在进行比较时，生物化学的适应性虽是其中心概念，但对个体发生和生物进化方面也是有用的。用作比较对象的有下列各方面：（1）代谢系统（例如，细菌的发酵类型和进化亲缘关系及脊椎动物氮的排泄。）；（2）个别代谢产物（动物的磷酸原、棘皮动物特有的类固醇化合物、植物的精油成分）；（3）酶等蛋白质分子的结构与功能、免疫学的相似性、物理化学的性质（如呼吸色素，同工酶）；（4）蛋白质的一级结构及其排列顺序；（5）遗传因子DNA本身的比较。据认为，上述第（4）项在讨论系统发生时至为重要。对于细胞色素C、血红蛋白、血纤维蛋白肽等方面的研究较多。分子中每个氨基酸被看成是独立性状，并开始尝试用统计方法来处理。与生理功能有关的方面，有水生生物和陆生生物、淡水生物和咸水生物及营养类型等的比较研究。