Молекулярная биология изучает молекулярные основы наследственности и изменчивости, процессы клеточной пролиферации и дифференцировки, контроль экспрессии генов, биосинтез белков, ответы клеток на стрессы. Ключевое значение в этих процессах имеют молекулы белков и нуклеиновых кислот.