从分子水平分析细胞的结构和功能的学科。主要研究细胞各种结构（如染色体、内质网系、核糖体、线粒体和细胞膜等）的核酸和蛋白质等高分子的构造和如何组成这些结构，这些结构之间分子的相互作用，以及遗传性状的表现和控制等。