分子生物学学科分为植物分子生物学、应用微生物学、肿瘤分子生物学三个学科方向目标。

植物分子生物学主要开展植物抗逆分子育种研究，将分子育种的高效性和常规育种稳定性进行系统和有机整合，培育具有耐盐碱、抗干旱、耐寒、抗重金属、优质速生等优良性状的植物新品种（系）。

应用微生物学主要开展农业微生物杀虫剂、杀菌剂和微生物肥料菌剂系列产品研发，菌种的筛选、提纯和复壮，同时进行菌种抗病、杀虫和增产的作用机理研究，以及多功能复合菌种的复配技术。

肿瘤分子生物学主要开展肿瘤病因的研究，包括肿瘤发病原因的分子生物学研究和肿瘤早期诊断两个方面。

本学科目前成员13人，其中博士7人、硕士6人；拥有PCR仪、荧光定量PCR仪、凝胶自动成像系统(Bio-Rad) 、DNA 序列分析仪等，及30立升微生物菌剂发酵设备和配套检测仪器设备，可实现中试生产。目前与东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室、北京林业大学植物生理学实验室、东北农业大学、黑龙江省农业科学院、哈尔滨医科大学、白俄罗斯科学院微生物研究所等科研院所展开合作，承担国家级项目2项、省部级项目4项，地厅级项目5项，院级项目10项。发表文章20余篇，获得专利授权5项。