1938年,在美国洛氏基金会工作的数学家W.韦弗在一份支持生物学研究的文件中首次使用了“分子生物学”这一名词.英国生物大分子晶体分析学家W.T.阿斯特伯里于1950年,以“分子生物学”为题在美国作公开讲演.以后随着工作的开展,分子生物学得到普遍承认.分子生物学是生物化学和生物物理学研究发展的必然结果.生物大分子结构和功能的研究正是50年代以来生物化学和生物物理学面临的中心问题.但在研究功能时必然与遗传学、免疫学等学科相结合,从而发展为分子遗传学、分子免疫学等.在实验材料上选中了微生物,从而应用了微生物学的原理和方法.从1953年以后,分子生物学取得了一系列巨大的突破,开创了一个新的广阔的研究领域.
分子生物学从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学.自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）.