Dabei wird die Zelle als separate Einheit und als Teil eines größeren Organismus untersucht. Das wichtigste Werkzeug der modernen Zellbiologie ist die Molekularbiologie, die sich mit den molekularen Grundlagen biologischer Aktivität beschäftigt. Dabei handelt es sich um die Untersuchung menschlicher, tierischer oder pflanzlicher Zellkulturen im Zusammenhang mit genetischen, biochemischen oder physiologischen Untersuchungen. Ziel der Zell- und Molekularbiologie ist es, die Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Systemen einer Zelle, mit verschiedenen Arten der DNA-, RNA- und Proteinbiosynthese zu verstehen und zu lernen, wie diese Wechselwirkungen reguliert werden. Es ist ein wesentlicher Bestandteil der Biochemie, Medizin, Pharmakologie, Virologie, Immunologie und Entwicklungsbiologie. Von der Landwirtschaft bis zum Raumfahrtprogramm hatten grundlegende Informationen aus diesen Bereichen enorme Auswirkungen auf die Veränderungen in der Art und Weise des Studiums.