分子生理学研究所集中研究分子生物学和生理过程的分子基础。
分子生物学是围绕生物学中心法则研究生物本质的科学，它同时产生可以广泛应用于生命科学的技术。发韧于上个世纪50年代的分子生物学和70年代的基因工程技术推动了生物医学研究和应用。 例如研究基因的复制、修复、表达调控等基本分子生物学事件及其在发育、衰老、疾病发生等重要生物学过程中的调控机理，并将开展分子进化、基因编辑、新型分子标记检测技术、基因治疗技术等分子生物学技术的研究和应用。
生理学自16世纪哈维研究血液循环系统为起点，是现代医学的基础。分子生理学研究所使用分子生物学产生的概念和技术推动生理学研究，生理学研究提出的问题刺激分子生物学的技术产生和应用。例如研究重要的生理过程例如睡眠、代谢、免疫、感知、呼吸的分子机制及其调控，以及这些过程与疾病的关系。