La biologia molecolare studia le basi dell'attività vitale degli organismi a livello di macromolecole. Lo scopo della biologia molecolare è quello di stabilire il ruolo e i meccanismi di funzionamento di queste macromolecole sulla base della conoscenza delle loro strutture e proprietà. Storicamente, la biologia molecolare si è formata durante lo sviluppo delle branche della biochimica che studiano gli acidi nucleici e le proteine. Mentre la biochimica studia il metabolismo, la composizione chimica delle cellule viventi, gli organismi e i processi chimici che vi si svolgono, la biologia molecolare si concentra sullo studio dei meccanismi di trasmissione, riproduzione e immagazzinamento delle informazioni genetiche. L'oggetto di studio della biologia molecolare sono gli acidi nucleici stessi - desossiribonucleico (DNA), ribonucleico (RNA) - e le proteine, nonché i loro complessi macromolecolari - cromosomi, ribosomi, sistemi multienzimatici che provvedono alla biosintesi di proteine e acidi nucleici. La biologia molecolare confina anche con gli oggetti di ricerca e coincide parzialmente con la genetica molecolare, la virologia, la biochimica e una serie di altre scienze biologiche correlate.