يعتبر علم البيولوجيا الجزيئية فرع متخصص من فروع علم الكيمياء الحيوية، ويعنى بدراسة الكائنات الحية على مستوى الجزيئات التي تتشكل منها وتتحكم بها. ويتم من خلاله دراسة كيمياء الجزيئات التي ترتبط بالعمليات الحيوية داخل الأجسام مثل الDNA، RNA، الكربوهيدرات، الدهون، البروتينات.
يساعد هذا العلم الإنسان على فهم آلية عمل الجزيئات في الكائنات الحية، بحيث يستطيع العلماء إيجاد وتطوير علاج عند قصور هذه الآلية بناء على الدراسات التي يقومون بها.