生物分子机器（biomolecular machine），理学-物理学-〔物理学与其他学科的交叉〕-分子生物物理学，一类由蛋白质/核酸组成的通过构象循环运动实现高效率能量转换、信号传导等精细而复杂生物功能的生物大分子系统。生物分子机器通常由多个蛋白质结构域或亚基组成，也可以包含核酸分子。生物分子机器工作过程中，其各结构单元在配体或底物参与下，通过大幅度的循环构象运动和别构耦合，高效协同完成物质转运、降解、催化、信号传导、蛋白质折叠等精细的功能过程。其功能相关的构象运动通常由ATP水解能或结合/释放配体来驱动，实现化学能、构象以及动力学的耦合。与宏观机器相比，纳米尺度的生物分子机器需要具有一定的结构柔性，利用热涨落来完成其功能循环。生物分子机器具有比宏观机器更高的工作效率。典型的生物分子机器包括各种分子马达、转运蛋白、核糖体、分子伴侣、DNA解旋酶等。如大肠杆菌的GroEL-GroES分子伴侣是由多个亚基组成的双环状蛋白质分子机器，通过消耗ATP水解提供的化学能帮助底物蛋白的正确折叠。其功能循环包括底物蛋白质的俘获、折叠、释放等过程。