Sinh học lượng tử là ngành ứng dụng cơ học lượng tử và hóa học lý thuyết vào các khía cạnh của sinh học không thể được diễn giải một cách chính xác bằng các định luật của vật lý cổ điển.[1] Sự hiểu biết về các tuơng tác lượng tử nền tảng là cần thiết vì những thứ này sẽ quyết định các đặc tính của cấp độ tổ chức tiếp theo trong các hệ thống sinh học. Nhiều tiến trình sinh học bao gồm việc chuyển đổi năng lượng thành các dạng để có thể sử dụng được cho các quá trình chuyển đổi hóa học, và đây được xem là cơ học lượng tử trong thế giới tự nhiên. Những tiến trình như vậy bao gồm các phản ứng hóa học, hấp thụ ánh sáng, hình thành trạng thái được kích thích của điện tử, vận chuyển năng lượng exciton, và vận chuyển các electron và proton (ion H+) trong các quá trình hóa học; các tiến trình được đề cập ở trên gặp trong quang hợp, hệ thống khứu giác và hô hấp tế bào.[2] Sinh học lượng tử có thể sử dụng các tính toán để mô hình hóa các tương tác sinh học dựa trên các hiệu ứng của cơ học lượng tử.[3] Thông thường nó liên quan tới những đặc điểm lượng tử "không tầm thường" như chồng chập lượng tử, tính bất định xứ, vướng víu lượng tử và hiệu ứng xuyên hầm[4], có thể được giải thích bằng cách thu nhỏ các tiến trình sinh học về mức vật lý của các hạt, mặc dù các hiệu ứng này khó để có thể nghiên cứu và có thể mang tính suy đoán.[5]