El área académica de Biología Molecular y Biotecnología tiene como plan de trabajo la investigación y el estudio de organismos vivos, principalmente a una escala molecular. Sus académicos investigadores cultivan diferentes áreas disciplinarias y desarrollan investigación básica y aplicada conducente al desarrollo y aplicación de alternativas biotecnológicas. Actualmente, la investigación del área está subdividida en cuatro ejes principales de investigación interrelacionados:

1- Genómica funcional: la cual está abocada a comprender la función de los productos génicos (proteínas) dentro del sistema biológico y la regulación transcripcional de ellos;

2- Fitohormonas: focalizada en la caracterización molecular de mecanismos de percepción y vías de señalización, roles en la fisiología y desarrollo vegetal, y su respuesta frente a cambios en el medio gatillados por el calentamiento global;

3- Dinámica de la pared vegetal: línea de acción que persigue comprender a nivel bioquímico-molecular la formación y desensamblaje de la pared celular, así como también comprender la regulación transcripcional y hormonal de los genes involucrados, tanto en fruta como en especies forestales;

4- Biotecnología forestal y agrícola: abocado a la investigación en el desarrollo de alternativas de selección asistida por marcadores, estudios de herencia, genética y áreas afines.