ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์เป็นสาขาวิชาชีววิทยาซึ่งเป็นสาขาที่ค่อนข้างใหม่เมื่อเทียบกับสาขาอื่นของการศึกษา นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาชีววิทยาเซลล์โมเลกุลศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติของโมเลกุลที่พบในเซลล์ สาขานี้มักจะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับชีวเคมีซึ่งปฏิกิริยาทางเคมีของโมเลกุลชีวภาพจะถูกมอง ความแตกต่างระหว่างชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุลคือนักชีวเคมีศึกษาโมเลกุลแยกจากส่วนที่เหลือของสิ่งมีชีวิตในขณะที่นักชีววิทยาโมเลกุลมองที่ปฏิกิริยาของโมเลกุล
อณูชีววิทยาของเซลล์เซลล์ย้อนกลับไปในทศวรรษที่ 1930 เมื่อ Warren Weaver ประกาศเกียรติคุณทาง ชีววิทยาโมเลกุล ตามความก้าวหน้าในสาขาต่าง ๆ เช่นการตกผลึกด้วยรังสีเอกซ์ Weaver รู้สึกว่าชีววิทยาโดยรวมกำลังจะได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ อันที่จริงแล้วชีววิทยาสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม - ชีววิทยาสิ่งมีชีวิตและชีววิทยาโมเลกุลหรือเซลล์ การแตกตัวนี้ขึ้นอยู่กับว่าสิ่งมีชีวิตได้รับการศึกษาโดยรวมหรือดูเซลล์เดียว
ความกังวลหลักของนักชีววิทยาโมเลกุลคือการเข้าใจว่าระบบต่าง ๆ ของเซลล์มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร กล่าวอีกนัยหนึ่งชีววิทยาของเซลล์โมเลกุลคือการศึกษาวิธีการทำงานของเซลล์ตามโมเลกุลที่พบภายในเซลล์เหล่านั้น การทำงานร่วมกันของโมเลกุลที่พบภายในเซลล์จะเป็นตัวกำหนดว่าจะสร้างเซลล์ชนิดใดและมีบทบาทอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสารพันธุกรรมของเซลล์รวมถึงการทำซ้ำการถอดความและการแปลนั้นมีความพยายามที่จะเข้าใจเพื่อให้เห็นภาพที่ชัดเจนขึ้นของกฎระเบียบภายในเซลล์
โมเลกุลสำคัญที่ถูกศึกษาโดยนักชีววิทยาเซลล์โมเลกุล ได้แก่ DNA, กรดดีอกซีบอนนิวคลีอิก, อาร์เอ็นเอ, กรดริบบอนนิวคลีอิกและโปรตีน DNA เป็นที่สนใจเนื่องจากเป็นโมเลกุลที่นำข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์และสิ่งมีชีวิต RNA ซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับ DNA นำข้อมูลทางพันธุกรรมจากนิวเคลียสออกไปยังส่วนที่เหลือของเซลล์ ในที่สุดโปรตีนถูกสร้างขึ้นตามข้อมูลทางพันธุกรรมที่พบใน DNA โปรตีนเหล่านี้กำหนดประเภทของเซลล์และฟังก์ชั่นตามเอนไซม์ที่สร้างขึ้น
ใช้เทคนิคเฉพาะในสาขาชีววิทยาเซลล์โมเลกุล เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้นักชีววิทยาเซลล์โมเลกุลสามารถแยกลักษณะและจัดการโมเลกุลต่าง ๆ ที่พบกับเซลล์ ตัวอย่างของเทคนิคที่นักชีววิทยาโมเลกุลใช้ ได้แก่ การโคลนการแสดงออกเจลอิเล็กโตรโฟรีซิส, Western Blot และ Southern Blot เทคนิคเหล่านี้แต่ละอย่างมีบทบาทเฉพาะในการอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาโมเลกุลที่สำคัญที่เป็นพื้นฐานสำหรับชีวิต
