Molekulární patologie je vědní disciplína zabývající se studiem molekulárních mechanismů vzniku a progrese nenádorových i nádorových chorob s využitím metod molekulární biologie. Tento přístup umožňuje se dobrat až k samým počátkům vzniku nemoci, až na jejich genovou úroveň.
Očekává se, že právě za pomoci molekulární patologie budeme moci vysvětlit příčiny některých nemocí, kterým dosud dobře nerozumíme. Současná molekulární patologie využívá molekulárně biologické postupy k identifikaci sekvencí nukleových kyselin odpovědných za vznik různých onemocnění, k diagnostice infekčních chorob, k přesné diagnostice a klasifikaci nádorových onemocnění, ke zjištění prognózy a monitorování terapie u pacientů s nádory, k testování lékové senzitivity a rezistence nádorových a infekčních chorob, k určení příbuznosti při transplantacích, ale i k testování otcovství nebo k účelům forenzní medicíny.