Les enzymes sont des catalyseurs biochimiques, synthétisés par les cellules et fonctionnels en petite quantité. Elles abaissent le seuil d'énergie nécessaire aux réactions biochimiques, augmentent leur vitesse et leur permettent ainsi d'avoir lieu dans les conditions de température compatibles avec la vie. Les enzymes agissent en se fixant à une molécule avec laquelle elles vont réagir, le substrat, formant un complexe enzyme-substrat. Cette liaison n'est possible que s'il existe une complémentarité de forme entre les deux molécules, ce qui explique que chaque enzyme soit spécifique à un substrat. Après la fixation puis la réaction, l'enzyme est libérée et peut aller catalyser une autre molécule. L'activité de l'enzyme se mesure par la vitesse de la réaction catalysée et dépend de la température, du pH et de la quantité de substrat.

On classe les enzymes selon le type de réaction catalysée. Les hydrolases catalysent l'hydrolyse, ou coupure de molécules avec fixation d'une molécule d'eau, et interviennent dans la digestion ; les ligases catalysent les réactions de synthèse dans l'organisme, par exemple pendant la croissance ou pour l'édification de réserves. Les oxydoréductases, les isomérases et les transférases catalysent respectivement des réactions d'oxydoréduction, de réarrangement moléculaire et de transfert d'un groupe fonctionnel d'une molécule à une autre.

L'essor des biotechnologies a généralisé l'usage industriel de certaines enzymes. Après avoir été isolées de leur cellule d'origine, les enzymes peuvent être placées dans de grandes cuves, appelées bioréacteurs, où elles transforment des produits dans des conditions étroitement contrôlées. On peut aussi les fixer sur des membranes à travers lesquelles s'écoulent les produits de la réaction qu'on peut ainsi facilement récupérer. Une catégorie particulière d'enzymes, appelées enzymes de restriction, permet de couper et d'insérer des gènes dans une molécule d'ADN. C'est grâce à elles que l'on peut aujourd'hui modifier le génome (patrimoine génétique) des plantes et des animaux.