Molekyylifarmakologia on farmakologian alan haara, joka koskee farmakologian tutkimista molekyyliperusteisesti. Molekyylifarmakologit tutkivat sairauksien hoidossa käytettävien lääkkeiden ja luonnollisten yhdisteiden molekyylitutkimusta ja tutkivat myös sairauksia molekyyliperusteisesti tavoitteenaan kehittää farmakologisesti aktiivisia aineita, joita voitaisiin käyttää sairauden hoitoon. Tämän alan työllisyys rajoittuu yleensä henkilöihin, joilla on jatkotutkinto, ja he tekevät usein jatkotutkimusta alalla.
Yksi molekyylifarmakologian tärkeimmistä näkökohdista on ymmärtää, miten lääkkeet toimivat molekyylipohjaisesti. Potilaalle, joka käyttää antibiootteja infektion hoitoon, molekyylien selitys lääkkeiden teholle ei ehkä näytä kovin tärkeältä, kunhan ne toimivat, mutta molekyylifarmakologeille se on kriittistä. Molekyylifarmakologi voi selvittää, miten lääke hyökkää infektion aiheuttavia bakteereja kohtaan, kuinka bakteerit kehittävät antibioottiresistenssin ja miten lääkeyhtiö voi kehittää uuden antibiootin, joka kohdistuu antibioottiresistentteihin bakteereihin molekyylitasolla.
Molekyylifarmakologeja kiinnostaa myös molekyylipatologia, sairauden prosessin tutkiminen molekyylitasolla. Tämä on erityisen tärkeää spontaanisti kehittyville pahanlaatuisille kasvaimille, koska ymmärrys siitä, kuinka paljon pahanlaatuisia kasvaimia ilmaantuu, voisi olla keskeinen osa kehitettäessä lääkkeitä, jotka kohdistuvat näihin pahanlaatuisiin kasvaimiin. Molekyylifarmakologian tutkijat ovat myös kiinnostuneita kehittämään erittäin hienostuneita lääkkeitä, jotka kykenevät hyökkäämään pahanlaatuiseen kasvaimeen, eivätkä mitään muuta, mikä vähentää potilaan sivuvaikutuksia.
Myös lääkkeiden molekyylirakenteen ymmärtäminen on tärkeää. Lääkeyritysten näkökulmasta tietää mahdollisimman paljon lääkkeistään on hyödyllistä, koska se voi auttaa heitä suojaamaan patentteja, kehittämään samankaltaisia lääkkeitä, järjestämään lääkeperheitä ja ymmärtämään lääkkeiden toimintaa. Tutkijoille lääkkeen molekyylirakenteen tunteminen on tärkeää monista samoista syistä. Tutkijat ovat myös kiinnostuneita kehittämään menetelmiä johdonmukaisten ja luotettavien lääkkeiden tuottamiseksi, mikä edellyttää tietoa valmistettavien lääkkeiden yksityiskohtaisista rakenteista.
Ihmiset voivat lähestyä tätä alaa monista näkökulmista biologisten tieteiden sisällä. Jotkut korkeakoulut ja yliopistot tarjoavat molekyylifarmakologian tutkintoja opiskelijoilleen, ja näihin tutkintoihin voi sisältyä korkeatasoista personointia opiskelijan etujen ja tarpeiden mukaan. Yleensä molekyylifarmakologian kurssit sisältävät aiheita, kuten biologia, anatomia, fysiologia, molekyylikemia ja muut biologisten tieteiden alat.