Molekyylisolubiologia on biologian haara, joka on suhteellisen uusi ala verrattuna muihin tutkimusaloihin. Tätä kenttää tutkivat tutkijat tutkivat soluissa olevien molekyylien rakennetta ja ominaisuuksia. Tämä kenttä liittyy usein läheisesti biokemiaan, jossa tarkastellaan biologisten molekyylien kemiallisia reaktioita. Ero biokemian ja molekyylibiologian välillä on se, että biokemistit tutkivat molekyylejä erillään muusta organismista, kun taas molekyylibiologit tarkastelevat molekyylien vuorovaikutusta.
Molekyylisolubiologia juontaa juurensa 1930 -luvulle, jolloin Warren Weaver keksi termin molekyylibiologia. Röntgenkristallografian kaltaisten alojen edistymisen perusteella Weaver koki, että koko biologia kokee suuria muutoksia. Itse asiassa biologia voidaan periaatteessa jakaa kahteen ryhmään – eliöbiologia ja molekyyli- tai solubiologia. Tämä jako perustuu siihen, tutkitaanko organismeja kokonaisuutena vai tarkastellaanko yksittäisiä soluja.
Molekyylibiologien tärkein huolenaihe on ymmärtää, miten solun eri järjestelmät ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Toisin sanoen molekyylisolubiologia on tutkimus solujen toiminnasta niiden sisällä olevien molekyylien perusteella. Solujen sisällä olevien molekyylien vuorovaikutus perustuu siihen, minkä tyyppinen solu muodostuu ja mikä rooli sillä on. Erityisesti prosessien, jotka liittyvät solujen geneettiseen materiaaliin, mukaan lukien replikaatio, transkriptio ja translaatio, pyritään ymmärtämään antamaan selkeämpi kuva niiden säätelystä soluissa.
Keskeisiä molekyylejä, joita molekyylisolubiologit tutkivat, ovat DNA, deoksiribonukleiinihappo, RNA, ribonukleiinihappo ja proteiinit. DNA on kiinnostava, koska se on molekyyli, joka kuljettaa solun ja siten organismin geneettistä tietoa. RNA, joka liittyy läheisesti DNA: han, kuljettaa geneettistä tietoa ytimestä muualle soluun. Lopuksi proteiinit luodaan DNA: sta löytyvien geneettisten tietojen perusteella. Nämä proteiinit määrittävät solutyypin ja toiminnon luotujen entsyymien perusteella.
Molekyylisolubiologian alalla käytetään erityisiä tekniikoita. Näiden tekniikoiden avulla molekyylisolubiologit voivat eristää, luonnehtia ja manipuloida solujen kanssa löydettyjä erilaisia molekyylejä. Esimerkkejä molekyylisolubiologien käyttämistä tekniikoista ovat ekspressiokloonaus, geelelektroforeesi, Western Blot ja Southern Blot. Jokaisella näistä tekniikoista on oma roolinsa, jotta tutkijat voivat tutkia tärkeitä molekyylejä, jotka muodostavat elämän perustan.