النظرية العلمية التي ترتبط بعلم الأحياء الجزيئية هي نظرية التطور الجزيئي Molecular Evolution Theory. وتتمحور هذه النظرية حول فكرة التغيرات الجينية والتي تؤدي إلى تطور الكائنات الحية على مر الزمن. وتعتمد هذه النظرية على دراسة التشابه الجيني وتحليل الأحماض النووية والبروتينات والجزيئات الأخرى لفهم كيف يتم تحويل المعلومات الجينية إلى المظاهر الحيوية وكيف يتم تطور الأنواع من خلال التغيرات الجينية في البيئة.
