Die Chemische Biologie entwickelt, entdeckt und untersucht natürliche und künstliche kleine Moleküle, die biologische Prozesse wie das zentrale Dogma, den Primärmetabolismus, die Epigenetik oder die Immunität modulieren. Sie liegt damit im Grenzbereich zwischen synthetischer Chemie, supramolekularer Chemie, Biochemie und Genetik. Schwerpunkte der Forschung am Departement Chemie sind die Entwicklung neuer Techniken zur Proteinmarkierung, chemogenetischer Techniken zur Optimierung künstlicher Metalloenzyme sowie die Untersuchung der Wirkungsweise niedermolekularer Medikamente.