分子生物學是一個非常有前景的方向，目前為止，也是對生物研究最精細的一個方向，其中的分子多指脫氧核糖核酸分子（DNA）、核糖核酸分子（RNA）、蛋白質分子。其比細胞生物學、生物化學更為微觀，目前是典型的研究大熱，甚至於現在已經出現了一個逢生物研究必分子的現象。

越來越多的學科已經將目光集中到分子水平的研究中，一方面直接研究相關分子間相互作用，如細胞生物學和發育生物學；另一方面利用分子生物學技術來研究並推測群體和物種的歷史貢獻，如進化生物學領域中的群體遺傳學和系統發生學。此外，生物物理學一直都有從頭研究生物分子的傳統。

分子生物學的核心就是分子克隆，即把目的DNA片段透過剪下與連線接入表達載體質粒中，其後進行PCR擴增，透過電泳法來檢測其是否已經成功轉入質粒中。其後，透過手段把構建好的質粒載體匯入宿主細胞，其後被宿主細胞所表達，從而達到目的。

其中涉及的遺傳物質改變會使得許多生物學現象發生改變，比如匯入抗害蟲基因、使植物能長得更大的基因、使植物產品質量更好的基因。目前社會對於生物學主要的爭議也就在這裡。但不可否認，基因操作具有廣闊的空間，製藥人類發現各種基因的內在秘密，那麼人類可以根據自己的想法來控制物種，這是非常有前景的。