Молекулярна біологія - галузь природознавства, що вивчає внутрішню організацію життєвих процесів на молекулярному рівні. У завдання молекулярної біології входить пояснення найтонших механізмів таких основних життєвих явищ, як спадковість, зростання, розвиток, диференціювання, подразливість, рух, пам'ять. Термін молекулярна біологія виник у зв'язку з інтенсивним вивченням макромолекул: їх хімії та фізики, синтезу і розпаду, локалізації та біологічних функцій. Макромолекули не є простими конгломератами дрібних молекул, їх величезний розмір і молекулярна вага (в межах від десятків тисяч до сотень мільйонів) зумовлюють такі нові хімічні та фізичні якості, які не можна передбачити, виходячи з властивостей складових їх низькомолекулярних компонентів. Детальне вивчення високомолекулярних сполук, їх властивостей і перетворень при здійсненні біологічних процесів стало можливим завдяки комплексним дослідженням учених, що працюють в самих різних галузях природничих наук.
Витоками молекулярної біології є органічна хімія, займається вивченням хімічної структури макромолекул- біохімія, метою якої є вивчення реакцій обміну речовин в біологічних системах-біофізика і фізика, що дозволяють за допомогою різних фізичних і фізико-хімічних методів дослідження (спектроскопія, рентгеноструктурний аналіз і т. д.) судити про фізичні властивості макромолекул - генетика, яка дає можливість судити про генетичну функції макромолекул, в першу чергу нуклеїнових кислот- цитологія, вивчає ультраструктуру клітини-математика, що дозволяє моделювати біологічні процеси, та ін. Спільні зусилля представників цих наук привели до розробки методів (методи молекулярної біології), що дозволяють вивчати і встановлювати зв'язки між структурою і структурними перетвореннями молекул і їх біологічними функціями.
Виключне увагу привертають нині два основні класи макромолекул - білки і нуклеїнові кислоти. Білкам притаманні такі найважливіші біологічні функції, як ферментативний каталіз, зв'язування і перенесення життєво важливих речовин, імунологічна активність, здатність до скорочення і ін. Нуклеїнові кислоти є матеріальним носієм наследственності- їх вивчення за допомогою методів молекулярної біології дозволяє з'ясовувати основні механізми передачі та реалізації спадкової інформації, сутність процесів мінливості.
Завдяки успіхам, досягнутим молекулярною біологією, численні біологічні механізми тепер уже можна звести до молекулярних процесів і пояснювати їх, виходячи з будови і властивостей хімічних молекул, а також особливостей і типів хімічних реакцій, що протікають в живій клітині.