המאפיין הבולט של מדעי החיים העכשווי הוא שהישגי פריצת הדרך של הביולוגיה המולקולרית הפכו לנקודת הצמיחה של מדעי החיים, שחולל מהפכה בעמדת מדעי החיים במדעי הטבע. בשנות ה-50 של המאה ה-20, גילוי מבנה הסליל הכפול של החומר הגנטי DNA הוביל עידן חדש של חקר פעילויות החיים ברמה המולקולרית. מאז, כינון "החוק המרכזי" של מידע גנטי מ-DNA לחלבון דרך RNA ופענוח הקוד הגנטי היוו בסיס תיאורטי להולדת ההנדסה הגנטית. הסינתזה המלאכותית של חלבונים גרמה לאנשים להבין שתופעת החיים אינה מסתורית. תוצאות מחקר מרכזיות אלו הבהירו כי חומצות גרעין וחלבונים הם החומרים הבסיסיים ביותר של החיים, ופעילויות החיים מתבצעות תחת פעולה קטליטית של אנזימים. הרוב המכריע של האנזימים הם חלבונים בטבע. חלבון הוא הנושא העיקרי של ויסות ובקרה של כל פעילויות החיים. כך נחשפים המבנה, התפקוד ויחסי הגומלין של חלבונים, אנזימים, חומצות גרעין ומקרומולקולות ביולוגיות אחרות, ומונחת בסיס תיאורטי לחקר חוקי הטבע והפעילות של תופעות החיים.
