Molekularna farmakologija je grana područja farmakologije koja se bavi proučavanjem farmakologije na molekularnoj osnovi. Molekularni farmakolozi proučavaju molekularno proučavanje lijekova i prirodnih spojeva koji se koriste u liječenju bolesti, a također proučavaju bolesti na molekularnoj osnovi s ciljem razvoja farmakološki aktivnih sredstava koja bi se mogla koristiti za liječenje bolesti. Zapošljavanje u ovom području općenito je ograničeno na osobe koje imaju diplomske studije, često s postdoktorskim radom na tom području.
Jedan od najvažnijih aspekata molekularne farmakologije je razumijevanje kako lijekovi djeluju na molekularnoj osnovi. Za pacijenta koji uzima antibiotike zbog infekcije, molekularno objašnjenje učinkovitosti lijekova možda se ne čini strašno važnim, sve dok djeluju, ali za molekularne farmakologe to je kritično. Molekularni farmakolog može saznati kako lijek napada bakterije koje uzrokuju infekciju, kako bakterije razvijaju rezistenciju na antibiotike i kako bi farmaceutska tvrtka mogla razviti novi antibiotik koji cilja bakterije otporne na antibiotike na molekularnoj razini.
Molekularne farmakologe također zanima molekularna patologija, proučavanje procesa bolesti na molekularnoj razini. To je posebno relevantno za maligne bolesti koje se razvijaju spontano, jer bi razumijevanje količine maligniteta moglo biti ključni dio razvoja lijekova koji će biti usmjereni na te maligne bolesti. Istraživači u molekularnoj farmakologiji također su zainteresirani za razvoj visoko rafiniranih lijekova koji su sposobni napasti zloćudni tumor i ništa drugo, čime se smanjuju nuspojave za pacijenta.
Također je važno razumjeti molekularnu strukturu lijekova. Sa stajališta farmaceutskih tvrtki, poznavanje što je više moguće o njihovim lijekovima korisno je jer im može pomoći u zaštiti patenata, razvoju sličnih lijekova, organiziranju obitelji lijekova i razumijevanju djelovanja lijekova. Za istraživače je poznavanje molekularne strukture lijeka važno iz mnogih istih razloga. Istraživači su također zainteresirani za razvoj metoda za proizvodnju dosljednih i pouzdanih lijekova, što zahtijeva poznavanje detaljnih struktura lijekova na kojima rade.
Ljudi mogu pristupiti ovom polju iz brojnih kutova unutar bioloških znanosti. Neki fakulteti i sveučilišta svojim studentima nude diplome iz molekularne farmakologije, a ti stupnjevi mogu uključivati visoku razinu personalizacije prema interesima i potrebama učenika. Općenito, kolegij iz molekularne farmakologije uključuje teme poput biologije, anatomije, fiziologije, molekularne kemije i drugih područja unutar bioloških znanosti.