化学生物学为新兴前沿交叉学科。南开大学化学学院于2002年建立了国内第一个化学生物学系；2011年联合生命科学学院、药学院和医学院申报成立了国内第一个化学生物学类的国家重点实验室—药物化学生物学国家重点实验室；2012年开始招收化学生物学专业本科生，2018年被评为天津市优势特色专业，2020年扩招到2个班（20人/班）。化学生物学专业立足于化学学院，必修课除了化学学院的四大化学（无机、分析、有机、物化），还包括生命科学学院的《普通生物学》和《生物化学》，以及具有交叉性质的《化学生物学》和《化学生物学方法与技术》。生命科学学院的其他主干课程都作为选修课向化学生物学专业的本科生开放。该专业学生可以选择到化学学院、生命科学学院、药学院、医学院的任何一位或多位导师，或者国外顶级名校的顶级实验室进行科研训练和毕业论文研究工作，无论理论课程还是实验实践都具有高度交叉复合的特点。该专业培养具有坚实的化学与生物学基础知识，熟练掌握化学与相关生物学实验技能，具备从事化学生物学交叉领域科学研究的基本能力，创新意识强，综合素质高，能适应化学生物学的教学与科研，同时也适应在化学、生命科学、生物技术及医药等相关领域从事教学、科研、科技开发及管理工作的复合型创新人才。