分子生物學是指在分子水平上研究生命現象的科學，從生物大分子(核酸、蛋白質)的結構、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現象的本質。研究內容包括各種生命過程，如光合作用、發育的分子機制、神經活動的機理、癌的發生等。
生物大分子，特別是蛋白質和核酸結構功能的研究，是分子生物學的基礎。現代化學和物理學理論、技術和方法的應用推動了生物大分子結構功能的研究，分子生物學和生物化學及生物物理學關系十分密切，它們之間的主要區別在於：
（1）生物化學和生物物理學是用化學的和物理學的方法研究在分子水平，細胞水平，整體水平乃至群體水平等不同層次上的生物學問題。而分子生物學則著重在分子（包括多分子體系）水平上研究生命活動的普遍規律；
（2）在分子水平上，分子生物學著重研究的是大分子，主要是蛋白質，核酸，脂質體系以及部分多糖及其復合體系。而壹些小分子物質在生物體內的轉化則屬生物化學的範圍；
（3）分子生物學研究的主要目的是在分子水平上闡明整個生物界所***同具有的基本特征，即生命現象的本質；而研究某壹特定生物體或某壹種生物體內的某壹特定器官的物理、化學現象或變化，則屬於生物物理學或生物化學的範疇。