Genetyka molekularna – dział biologii, zajmujący się genetyką na poziomie biologii molekularnej. Genetyka molekularna bada złożone procesy biokatalitycznych reakcji chemicznych, dzięki którym powstają geny, dochodzi do ich ekspresji i przekazywana jest informacja genetyczna.
Metodycznie genetyka molekularna zbliżona jest do biologii molekularnej, co odróżnia ją od innych dziedzin genetyki: klasycznej, populacyjnej czy ekologicznej. Jednym z istotnych przedsięwzięć genetyki molekularnej jest projekt poznania ludzkiego genomu.