مهندسی زیست مولکولی کاربرد اصول و شیوه های مهندسی برای دستکاری هدفمند مولکولهای منشأ بیولوژیکی است. مهندسان زیست مولکولی دانش فرآیندهای بیولوژیکی را با دانش اصلی مهندسی شیمی ادغام می کنند تا بر راه حل های مولکولی مسائل و مشکلات مربوط به علوم زیست محیطی ، کشاورزی ، انرژی ، صنعت ، تولید غذا ، بیوتکنولوژی و پزشکی متمرکز شوند.
مهندسان زیست مولکولی به طور هدفمند کربوهیدرات ها ، پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها را در چارچوب رابطه بین ساختار آنها (نگاه کنید به: ساختار اسید نوکلئیک ، شیمی کربوهیدرات ، ساختار پروتئین ،) ، عملکرد (نگاه کنید به: عملکرد پروتئین) و خواص و در ارتباط با قابلیت دستکاری در زمینه هایی مانند اصلاح محیط زیست ، تولید محصولات زراعی و دامی ، سلول های سوخت زیستی و تشخیص مولکولی زیستی. ترمودینامیک و سینتیک تشخیص مولکولی در آنزیم ها ، آنتی بادی ها ، هیبریداسیون DNA ، پیوند زیستی/بی حرکتی و جداسازی زیستی مورد مطالعه قرار می گیرد. همچنین به ابتدایی مولکولهای مهندسی شده در سیگنالینگ سلولی ، سینتیک رشد سلول ، مهندسی مسیر بیوشیمیایی و مهندسی بیوراکتور توجه می شود.