分子生物學(Molecular biology)廣義的定義是從分子的面向對生物現象的研究;狹義的定義是從基因結構和功能的分子層面研究。這是一門從遺傳學和生物化學衍生而來的學科。

分子生物學主要致力於開發對細胞中不同系統之間相互作用的研究技術,包括 DNA,RNA,蛋白質和蛋白質生物合成之間的關係以及了解它們之間是如何被調控的。

「分子生物學」則主要研究遺傳物質的複製、轉錄和轉譯進程中的分子基礎。分子生物學的中心法則認為「DNA 轉錄 mRNA,mRNA 轉譯蛋白質,蛋白質反過來協助前兩項流程,並協助 DNA 自我複製」;雖然這一描述對分子生物學所涵蓋的內容過於簡單化(特別是 RNA 的新功能仍在不斷發現中),但仍不失為了解這一領域的很好的起點。

多聚酶連鎖反應(PCR)是一項用於體外複製 DNA 的極為通用的技術。簡而言之,PCR 技術可以使單鏈 DNA 被複製數百萬次,也允許用事先確定好的方式對被複製的 DNA 序列進行改動。例如,PCR 技術可以用於引入限制性酶切位點,或者對特定的 DNA 鹼基進行突變(改變)。PCR 技術還可以用於從 cDNA 文庫獲得特定的 DNA 片段,或者從另一個角度,用於判斷一個 cDNA 文庫中是否含有特定的 DNA 片段。

Carelink 的設備就是依分子生物學化驗所的應用而設計的。