Genetyka molekularna to dziedzina biologii, która bada strukturę i funkcję genów na poziomie molekularnym, a zatem stosuje metody zarówno biologii molekularnej, jak i genetyki. Badanie chromosomów i ekspresji genów organizmu może dać wgląd w dziedziczność, zmienność genetyczną i mutacje. Jest to przydatne w badaniach nad biologią rozwojową oraz w zrozumieniu i leczeniu chorób genetycznych.