分子生物學 /m??l?kj?l?r/ 是生物學的一個分支，旨在了解細胞內和細胞間生物活動的分子基礎，包括生物分子合成、修飾、機制和相互作用。 研究生物大分子的化學和物理結構的學科被稱為分子生物學。

分子生物學最初被描述為一種關注生物現象基礎的方法——揭示生物分子的結構及其相互作用，以及這些相互作用如何解釋經典生物學的觀察結果。

1945 年，物理學家威廉·阿斯特伯里 (William Astbury) 使用了分子生物學一詞。 1953 年，弗朗西斯·克里克、詹姆斯·沃森、羅莎琳德·富蘭克林及其同事在劍橋卡文迪什實驗室醫學研究委員會（現為 MRC 分子生物學實驗室）工作，制作了 DNA 雙螺旋模型，這改變了整個研究場景。 他們根據 Rosalind Franklin 和 Maurice Wilkins 先前所做的研究提出了 DNA 結構。 然后，這項研究導致在其他微生物、植物和動物中發現 DNA 材料。

分子生物學不僅僅是研究生物分子及其相互作用； 相反，它也是自該領域誕生以來開發的一系列技術，這些技術使科學家能夠了解分子過程。 通過這種方式，它補充和改進了生物化學和遺傳學作為（理解自然的）方法，這些方法在它出現之前就開始了。 一項引起該領域xxx的著名技術是聚合酶鏈式反應 (PCR)，它于 1983 年開發。PCR 是一種擴增少量 DNA 的反應，它被用于跨科學學科的許多應用。

分子生物學的中心法則描述了 DNA 轉錄成 RNA，然后再翻譯成蛋白質的過程。

分子生物學在理解單個細胞內的結構、功能和內部控制方面也起著關鍵作用，所有這些都可用于有效地靶向新藥、診斷疾病和更好地理解細胞生理學。 分子生物學產生的一些臨床研究和醫學治療屬于基因治療，而分子生物學或分子細胞生物學在醫學中的應用現在被稱為分子醫學。

分子生物學位于生物化學和遺傳學的交叉點； 隨著這些科學學科在 20 世紀的出現和發展，很明顯它們都試圖確定構成重要細胞功能基礎的分子機制。 分子生物學的進步與新技術的發展及其優化密切相關。 分子生物學已經被許多科學家的工作所闡明，因此該領域的歷史取決于對這些科學家及其實驗的理解。

遺傳學領域的出現是為了試圖理解遺傳遺傳的分子機制和基因的結構。 格雷戈爾·孟德爾 (Gregor Mendel) 于 1866 年率先開展了這項工作，當時他根據對豌豆植物交配雜交的研究，首次撰寫了遺傳遺傳定律。 一種這樣的遺傳遺傳法則是分離法則，它指出具有特定基因的兩個等位基因的二倍體個體會將這些等位基因中的一個傳遞給他們的后代。 由于他的重要工作，遺傳學研究通常被稱為孟德爾遺傳學。

分子生物學的一個重要里程碑是 DNA 結構的發現。 這項工作于 1869 年由瑞士生物化學家 Friedrich Miescher 開始，他首先提出了一種稱為核素的結構，我們現在知道它是（脫氧核糖核酸）或 DNA。 他通過研究充滿膿液的繃帶的成分并注意到含磷物質的獨特性質，發現了這種獨特的物質。 DNA 模型的另一個著名貢獻者是 Phoebus Levene，他在 1919 年根據酵母生化實驗提出了 DNA 的多核苷酸模型。 1950 年，Erwin Chargaff 擴展了 Levene 的工作并闡明了核酸的一些關鍵特性：首先，核酸的序列因物種而異。

其次，嘌呤（腺嘌呤和鳥嘌呤）的總濃度始終等于嘧啶（半胱氨酸和胸腺嘧啶）的總濃度。 這現在被稱為 Chargaff 規則。 1953 年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克利用羅莎琳德·富蘭克林和莫里斯·威爾金斯所做的 X 射線晶體學工作，發表了 DNA 雙螺旋結構。 沃森和克里克描述了 DNA 的結構，并推測了這種獨特結構對 DNA 復制可能機制的影響。

1962 年，J. D. Watson 和 F. H. C. Crick 與莫里斯·威爾肯斯 (Maurice Wilkens) 一起因提出 DNA 結構模型而獲得諾貝爾獎。