Molekyyliökologia on biologian haara, joka käyttää tekniikoita ja tietämystä useilta erikoisaloilta, jotka kaikki liittyvät genetiikkaan, tutkiakseen ekologiaa ja sitä, miten ekologiset tekijät vaikuttavat genetiikkaan ja lajin kehitykseen. Näiden tutkimusten painopisteen katsotaan yleensä olevan kenttätutkimuksia eikä pelkkää laboratoriotutkimusta. Molekyyliekologit tutkivat lajien kehitystä ja geneettisiä suhteita sekä sitä, miten ympäristötekijät voivat vaikuttaa niihin. He käyttävät myös geneettisen tutkimuksen kautta saamiaan tietoja lajien ja lajien erilaistumisen kehityshistorian määrittämiseen.
Kenttätutkimusta korostetaan molekyyliekologiassa useista syistä. Ensisijainen näistä on se, että molekyyliökologia itsessään pyörii tapaan, jolla ekologiset ja ympäristötekijät vaikuttavat genetiikkaan ja lajien kehitykseen. Toinen tärkeä näkökohta on, että monet kohteet, erityisesti mikro -organismit, eivät ole helposti käytettävissä laboratorioviljelyyn ja tutkimukseen. Tietysti molekyyliökologia ei ole pelkästään kenttälaji, ja paljon työtä tehdään myös laboratoriossa, mutta arkeologian tieteen tavoin paljon tärkeää työtä tehdään ja tehdään jatkossakin.
Yksi molekyyliekologian pääkomponenteista on populaatiogenetiikka. Tämä biologian haara tutkii, kuinka geneettinen koodi jaetaan organismien kesken, miten lajit liittyvät toisiinsa ja miten ympäristö- ja ekologiset tekijät vaikuttavat jaetun geneettisen koodin, alleelien, bittien jakautumiseen ja esiintymistiheyteen yksilöiden välillä. Tutkimalla organismipopulaation genetiikkaa voidaan oppia paljon tietyn lajin kehityksestä, tavasta ja ominaisuuksista jakautua populaation kautta sekä siitä, miten ympäristö voi vaikuttaa mutaatioon ja sopeutumiseen.
Toinen molekyyliakologian alan pääkomponentti on molekyylifylogenetiikka, joka liittyy läheisesti populaatiogenetiikkaan. Molekyylifylogenetiikka tutkii organismien geneettistä koodia määrittääkseen, miten lajit liittyvät toisiinsa, niiden kehityshistoria ja miten elämä on kehittynyt. Genetiikan periaatteiden mukaan tutkijat voivat oppia paljon siitä, mistä lajit ovat peräisin, yhteisistä esi -isistä ja evoluutiopuista. DNA -sekvenssien tutkiminen antaa tutkijoille ikkunan organismien evoluutioon menneisyydestä samalla tavalla kuin voimakas kaukoputki voi antaa käsityksen maailmankaikkeuden historiasta.
Molekyyliakologian asiantuntijat pyrkivät tutkimuksensa avulla tutkimaan ja vastaamaan perinteisiin ekologisiin ongelmiin ja löytämään keinoja parantaa suojelutekniikoita ja elinympäristön säilyttämistä. Lajien tunnistaminen ja luokittelu tehdään usein molekyyliakologien geneettisten tutkimusten perusteella, koska eri lajit voivat olla niin samankaltaisia, että ne estävät positiivisen tunnistamisen muilla keinoilla. Molekyyliökologit voivat myös osallistua biologisen monimuotoisuuden tutkimuksiin tarjoamalla tietoja populaatioiden geenipoolista ja kuinka läheisesti tai laajalti jakautuneita geenejä voi olla sukua olevien lajien välillä.