Przedmiotem badań ekologii biochemicznej stała się przede wszystkim identyfikacja związków chemicznych, które przenoszą informacje między organizmami (głównie metabolity wtórne, w pierwszej kolejności metabolity komórek roślinnych, zob. fitochemia) oraz badania ich syntezy w organizmach żywych i funkcji w ekosystemach (zob. np. substancje semiochemiczne). Przykładami takich funkcji są: obrona przed roślinożercami i patogenami, wabienie zapylaczy zapachem lub barwą i inne. Analogicznie działające metabolity są wytwarzane w komórkach zwierzęcych (np. feromony, kairomony, odstraszające tiole wydzieliny skunksa).
Elementy historii ekologii biochemicznej thumb|200px|right|Sok mleczny wyciekający z nacięć makówki, zawierający alkaloidy, m.in. morfinę thumb|200px|Okładka książki E. Poultona, Colours of Animals (1890) thumb|200px|Ubarwiony ostrzegawczo Danaus plexippus thumb|200px|Swynnertonia swynnertoni, noszący imię Charlesa Swynnertona (1877–1938)