研究生物大分子的化学和物理性质及结构与功能的生物学分支学科。1953年沃森（Waston）和克里克（Crick）提出DNA双螺旋结构及之后不久克里克提出DNA“中心法则”，开创了分子生物学的新纪元。20世纪60年代许多科学家为破译核苷酸与蛋白质之间的关系的努力，导致1967年“遗传密码字典”的问世，成为分子遗传学的一个里程碑。1977年桑格（Sanger）弄清了噬菌体φ×174的全部碱基序列，确立了DNA序列分析的新战略和新方法，从而使分子生物学跨入了又一个崭新的阶段。分子生物学以研究生物大分子的物性来揭示生命的本质，促进了生物学各个学科的分子基础的研究，它已成为生命科学的带头学科，全面地改变了生物学的面貌，并促使近10年来一个新的前沿学科——结构生物学的形成。