Molekularna celična biologija je veja biologije, ki je v primerjavi z drugimi študijskimi področji relativno novo področje. Znanstveniki, ki preučujejo to področje, preučujejo strukturo in lastnosti molekul, ki jih najdemo v celicah. To področje je pogosto tesno povezano z biokemijo, v kateri se obravnavajo kemične reakcije bioloških molekul. Razlika med biokemijo in molekularno biologijo je v tem, da biokemiki preučujejo molekule ločeno od preostalega organizma, medtem ko molekularni biologi gledajo na interakcije molekul.
Molekularna celična biologija sega v trideseta leta prejšnjega stoletja, ko je Warren Weaver skoval izraz molekularna biologija. Na podlagi napredka na področjih, kot je rentgenska kristalografija, je Weaver menil, da bo biologija kot celota doživela velike spremembe. Pravzaprav lahko biologijo v bistvu razdelimo na dve skupini – biologijo organizma in molekularno ali celično biologijo. Ta razdelitev temelji na tem, ali se organizmi preučujejo kot celota ali pa se gledajo posamezne celice.
Glavna skrb molekularnih biologov je razumevanje, kako različni sistemi celice medsebojno delujejo. Z drugimi besedami, molekularna celična biologija je študija delovanja celic na podlagi molekul, ki jih najdemo v njih. Interakcija molekul, ki jih najdemo v celicah, je osnova vrste celice, ki bo nastala in kakšno vlogo bo imela. Zlasti procese, ki so povezani z genetskim materialom celic, vključno z replikacijo, transkripcijo in prevajanjem, je treba razumeti tako, da zagotavljajo jasnejšo sliko njihove regulacije znotraj celic.
Ključne molekule, ki jih preučujejo molekularni celični biologi, vključujejo DNK, deoksiribonukleinsko kislino, RNA, ribonukleinsko kislino in beljakovine. DNK je zanimiva, saj je molekula, ki nosi genetske informacije celice in s tem organizma. RNA, ki je tesno povezana z DNK, prenaša genetske informacije iz jedra do preostalega dela celice. Končno se proteini ustvarijo na podlagi genetskih informacij, ki jih najdemo v DNK. Te beljakovine določajo vrsto in delovanje celice na podlagi ustvarjenih encimov.
Na področju molekularne celične biologije se uporabljajo posebne tehnike. Te tehnike omogočajo molekularnim celičnim biologom, da izolirajo, karakterizirajo in manipulirajo z različnimi molekulami, ki jih najdemo v celicah. Primeri tehnik, ki jih uporabljajo molekularni celični biologi, vključujejo ekspresijsko kloniranje, gelsko elektroforezo, Western Blot in Southern Blot. Vsaka od teh tehnik ima posebno vlogo pri omogočanju znanstvenikom, da preučijo pomembne molekule, ki so osnova za življenje.