在超显微形态学和分子生物学相结合的基础上发展起来的学科。应用这些学科的技术和成就，在分子水平上，测试细胞显微和超显微结构的化学组成，分析生物高分子物质在细胞内的存在和作用，探讨细胞器的生理功能活动及其互相协调，研究细胞遗传信息的传递和变异，检查发育和分化中基因表现的调节和控制，最终阐明整个细胞生命活动的基本规律。