Molekularna farmakologija je veja področja farmakologije, ki se ukvarja s študijem farmakologije na molekularni osnovi. Molekularni farmakologi preučujejo molekularno študijo farmacevtskih izdelkov in naravnih spojin, ki se uporabljajo pri zdravljenju bolezni, in preučujejo tudi bolezen na molekularni osnovi s ciljem razvoja farmakološko aktivnih učinkovin, ki bi jih lahko uporabili za zdravljenje bolezni. Zaposlitev na tem področju je na splošno omejena na ljudi z diplomo, pogosto s podoktorskim delom na tem področju.
Eden najpomembnejših vidikov molekularne farmakologije je razumevanje, kako zdravila delujejo na molekularni osnovi. Za bolnika, ki jemlje antibiotike zaradi okužbe, se molekularna razlaga učinkovitosti zdravil morda ne zdi tako pomembna, dokler delujejo, toda za molekularne farmakologe je kritična. Molekularni farmakolog lahko ugotovi, kako zdravilo napada bakterije, ki povzročajo okužbo, kako bakterije razvijejo odpornost na antibiotike in kako bi lahko farmacevtska družba razvila nov antibiotik, ki cilja na bakterije, odporne na antibiotike, na molekularni ravni.
Molekularne farmakologe zanima tudi molekularna patologija, preučevanje procesa bolezni na molekularni ravni. To je še posebej pomembno pri malignih boleznih, ki se razvijejo spontano, saj bi lahko bilo razumevanje, koliko malignomov se pojavi, ključni del razvoja zdravil, ki bodo usmerjena na te maligne bolezni. Raziskovalci molekularne farmakologije se prav tako zanimajo za razvoj visoko rafiniranih zdravil, ki lahko napadejo malignost in nič drugega in s tem zmanjšajo stranske učinke za bolnika.
Pomembno je tudi razumevanje molekularne strukture zdravil. Z vidika farmacevtskih podjetij je poznavanje svojih zdravil koristno, saj jim lahko pomaga zaščititi patente, razviti podobna zdravila, organizirati družine zdravil in razumeti delovanje zdravil. Za raziskovalce je poznavanje molekularne strukture zdravila pomembno iz številnih istih razlogov. Raziskovalci so zainteresirani tudi za razvoj metod za proizvodnjo doslednih in zanesljivih farmacevtskih izdelkov, kar zahteva poznavanje podrobnih struktur zdravil, na katerih delajo.
Ljudje lahko pristopijo k temu področju z različnih zornih kotov znotraj bioloških znanosti. Nekatere visoke šole in univerze svojim študentom ponujajo diplome iz molekularne farmakologije in te stopnje lahko vključujejo visoko stopnjo personalizacije študentovim interesom in potrebam. Na splošno tečaji iz molekularne farmakologije vključujejo teme, kot so biologija, anatomija, fiziologija, molekularna kemija in druga področja v okviru bioloških znanosti.