De publicatiefocus van Nature Chemical Biology is een forum voor origineel onderzoek en commentaar in de chemische biologie. De gepubliceerde onderwerpen omvatten concepten en onderzoeksmethoden uit de chemie, biologie en aanverwante disciplines met als eindresultaat de beheersing van biologische systemen op moleculair niveau. Auteurs (contributors) zijn chemisch biologen, ook chemici betrokken bij interdisciplinair onderzoek tussen chemie en biologie, samen met biologen die onderzoeksresultaten produceren in het begrijpen en controleren van biologische processen op moleculair niveau.

Interdisciplinair onderzoek in chemie en biologie wordt benadrukt. Het tijdschrift concentreert zich hierbij vooral op fundamenteel onderzoek dat de beschikbare chemische en biologische instrumenten en de mechanismen die aan biologische processen ten grondslag liggen, belicht. Ook studies die toepassingen op moleculair niveau beschrijven bij het combineren van deze twee disciplines worden opgenomen. De nadruk wordt ook gelegd op innovaties in methoden en theorie die voortkomen uit interdisciplinaire studies.