Molekularna stanična biologija grana je biologije koja je relativno novo područje u usporedbi s drugim područjima studija. Znanstvenici koji proučavaju ovo područje proučavaju strukturu i svojstva molekula koje se nalaze unutar stanica. Ovo područje je često usko povezano s biokemijom, u kojoj se promatraju kemijske reakcije bioloških molekula. Razlika između biokemije i molekularne biologije je u tome što biokemičari proučavaju molekule odvojeno od ostatka organizma, dok molekularni biolozi promatraju interakcije molekula.
Molekularna stanična biologija datira iz 1930-ih, kada je Warren Weaver skovao pojam molekularna biologija. Na temelju napretka u poljima kao što je kristalografija X-zraka, Weaver je smatrao da će biologija u cjelini doživjeti neke velike promjene. Zapravo, biologija se u osnovi može podijeliti u dvije skupine – biologiju organizma i molekularnu ili staničnu biologiju. Ova se podjela temelji na tome da li se organizmi proučavaju kao cjelina ili se promatraju pojedinačne stanice.
Glavna briga molekularnih biologa je razumijevanje načina na koji različiti sustavi stanice međusobno djeluju. Drugim riječima, molekularna stanična biologija je studija o tome kako stanice rade na temelju molekula koje se nalaze u njima. Interakcija molekula koje se nalaze unutar stanica temelji se na tome koja će se vrsta stanice formirati i kakvu će ulogu igrati. Konkretno, nastoji se shvatiti da se procesi uključeni u genetski materijal stanica, uključujući replikaciju, transkripciju i translaciju, daju jasniju sliku njihove regulacije unutar stanica.
Ključne molekule koje proučavaju molekularni stanični biolozi uključuju DNK, deoksiribonukleinsku kiselinu, RNA, ribonukleinsku kiselinu i proteine. DNK je zanimljiva jer je to molekula koja nosi genetske informacije stanice, a time i organizma. RNA, koja je usko povezana s DNK, prenosi genetske informacije iz jezgre do ostatka stanice. Konačno, proteini se stvaraju na temelju genetskih informacija pronađenih u DNK. Ovi proteini određuju tip i funkciju stanice na temelju enzima koji se stvaraju.
U području molekularne stanične biologije koriste se specifične tehnike. Ove tehnike omogućuju biolozima molekularnih stanica da izoliraju, karakteriziraju i manipuliraju različitim molekulama koje se nalaze u stanicama. Primjeri tehnika koje koriste molekularni stanični biolozi uključuju ekspresijsko kloniranje, gel elektroforezu, Western Blot i Southern Blot. Svaka od ovih tehnika ima posebnu ulogu u omogućavanju znanstvenicima da proučavaju važne molekule koje čine osnovu za život.