البيولوجيا الجزيئية عبارة عن حقل علوم الطبيعة الذي يهتم بدراسة آليات عمل الخلية على المستوى الجزيئي. يتداخل هذا العلم مع العديد من العلوم الأخرى ويشكل خاص الوراثة والكيمياء الحياتية. تهتم البيولوجيا الجزيئية بشكل أساسي بدراسة التآثرات بين مختلف الأنظمة في الخلية خاصة العلاقات التي تربط الـ DNA مع الـ RNA وتصنيع البروتين وآلية تنظيم تلك التآثرات.

تأسس علم البيولوجيا الجزيئية في الثلاثينيات من هذا القرن، نظرا لتقارب وتداخل العديد من العلوم والتي كانت أساسا مستقلة وغير متداخلة فيما بينها مثل الكيمياء الحياتية، الوراثة، الأحياء المجهرية والفيروسات...إلخ.