Molekylærbiologi er en gren av biologien som studerer strukturen og funksjonen til makromolekyler, for eksempel proteiner og nukleinsyrer, avgjørende for livet. Med andre ord, molekylærbiologi er studiet av biologi på molekylært nivå.

Dette området overlapper andre felt innen biologi og kjemi, spesielt genetikk og biokjemi. Molekylærbiologi undersøker hovedsakelig sammenhengene mellom DNA, RNA og proteinsyntese og hvordan disse interaksjonene er regulert, og undersøker cellens interaksjoner mellom forskjellige systemer.

Spesifikke metoder som er spesifikke for molekylærbiologi brukes i disse studiene. Imidlertid er disse metodene kombinert med genetiske og biokjemiske metoder.

De fleste studiene innen molekylærbiologi er kvantitative. De siste årene har studiet av genstruktur og funksjon og molekylærgenetikkstudier vært hovedtemaene i molekylærbiologi.

I dag har molekylærbiologi og genetikk blitt en gren av vitenskap som utforsker sammenhengen mellom levende ting med hverandre og med livløse miljøer, fra enkle encellede mikroorganismer til de mest komplekse levende organismer, inkludert mennesker.

På dette feltet blir celleteknologier søkt etter løsninger på mange viktige sykdommer som aldring, degenerative sykdommer og kreft. En betydelig mengde ressurser tildeles for å bestemme den nøyaktige plasseringen av gener, for å identifisere deres egenskaper og for å undersøke deres funksjon i levende systemer som utgjør biologisk mangfold. Fokus for moderne biologi i utviklede land er forskning, testing og analyse innen molekylærbiologi.

De viktigste molekylærbiologiske analysene som er utført i avanserte laboratorier i dag inkluderer følgende studier: genetisk modifisert organisme (GMO) påvisning i matvarer og fôr, artsidentifikasjon, GMO påvisning og kvantifisering i mais, GMO påvisning og kvantifisering i soya, og mange aktuelle biologiske bestemmelser. I disse studiene følges metoder og standarder publisert av lokale og utenlandske organisasjoner.