分子病理学是传统病理学发展的产物，在研究生命现象的分子基础上，探索动物疾病状态及其康复过程中所呈现的各种细胞生物学和分子生物学现象，旨在从分子水平揭示动物疾病的本质。20世纪70年代以来，在生物化学、生物合成、细胞生物学、基因学、基因组学、蛋白质组学与兽医病理学相互交融中逐渐形成并不断完善。这一新兴交叉学科的诞生及其随后相关技术的应用，使人们对疾病的认识和研究探索更为深入，从整体、系统、器官、组织、细胞和亚细胞水平逐步深入到分子水平，同时对某些疾病和病理现象开始了创新性研究和解释。如疯牛病为一种人兽共患传染病，最初认为是由慢病毒感染引起。分子病理学技术的应用，已揭示它是因神经元膜上正常胞质的朊蛋白异常而导致的播散性海绵状脑病，属朊蛋白构型病，即朊病毒病。

从学科整体而言，凡传统病理学研究的各领域，如疾病原因，疾病发生机制，疾病过程中器官、组织、细胞和亚细胞的病理改变及其功能异常，疾病转归等都属分子病理学研究的内容。分子病理学有广义和狭义之分。前者指在分子水平上研究所有疾病的发生，后者主要是研究生物大分子（蛋白质、核酸和染色体）在疾病发生发展中的作用。分子病是指因脱氧核糖核酸（DNA）遗传性变异而引起的一类以蛋白质异常为特征的疾病。包括：①遗传性酶缺陷所致的疾病。因DNA遗传变异引起酶蛋白异常所致的疾病。如编码6-磷酸-葡萄糖脱氢酶的基因发生突变，使该酶缺乏，引起I型糖原沉积病。②血浆与细胞蛋白缺陷所致的疾病。因血浆和细胞的某些蛋白结构发生改变或缺陷而引起的疾病。如人类红细胞中，组成血红蛋白的珠蛋白分子中β-肽链氨基端第6位的谷氨酸被缬氨酸异常取代，导致镰型细胞性贫血。③受体病。细胞膜或细胞内的受体能与生物信息分子结合，并将生物信息传递到效应器，引起相应生物效应的生物大分子（多数为蛋白质，少数为糖脂）改变，进而产生相应的生物学效应。能与受体结合并可激起受体传导信息功能的生物信息分子称配体。受体与配体结合具有饱和性、专一性和可逆性等特性。由于基因突变使受体数量减少，甚至缺失或（和）结构异常而引发的疾病称受体病。分为遗传性受体病和自身免疫性受体病两种。④膜转运异常所致的疾病。因基因突变引发某些特异性载体蛋白缺陷所致的膜转运障碍的一类疾病。研究最多的是肾小管上皮细胞的转运障碍，表现为肾小管重吸收功能失调。如胱氨酸尿症就是由于肾小管上皮细胞对胱氨酸、精氨酸、鸟氨酸和赖氨酸转运障碍而引发的疾病。

从分子病理角度讲，某些特定蛋白质结构和功能改变是基因突变及其表达调控异常的结果，是疾病时器官组织和细胞形态及其功能异常的生物学基础。

分子病理学作为兽医病理学的重要分支，是随着分子生物学的发展而产生的新兴边缘交叉学科，故分子生物学的发展史也是分子病理学的发展史。在此期间，DNA分离、纯化、测序，转基因和克隆技术等问世及其完善，限制性内切酶的发现和人类基因组计划的完成，使分子生物学成为医学乃至生命科学中的领先学科，由此而产生的分子生物学技术也成为21世纪的先导技术。自20世纪70年代将分子生物学理论和相关技术引入病理学以来，人们对疾病的研究从细胞、亚细胞逐渐进入分子水平。①分子病理与疾病病因学。在基因水平上探讨引起某些疾病的原因，包括内部因素和外部因素。特别是从机体内部探索引发疾病的因素已成为分子病理学当前与未来研究的重要任务。②分子病理与疾病发生学。在分子水平上研究疾病的发生发展是分子病理研究的重要内容之一，也是病理学研究的亮点和热点。如经信使核糖核酸（mRNA）水平测定，已证明肾素-血管紧张素系统在遗传性高血压病发生发展中具有十分重要的作用；人类阿尔茨海默病（Alzheimer Disease，AD）相关基因定位的成功，为揭示常染色体显性遗传病发生机制奠定了坚实基础。③分子病理与疾病病理诊断。应用基因检测和序列分析、mRNA测定、核酸分子杂交及聚合酶链式反应（PCR）等分子生物学技术，可对某些遗传性疾病、传染性疾病、病毒和细菌性疾病、肿瘤性疾病以及寄生虫性疾病等进行测定和诊断。特别是脱氧核糖核酸（DNA）芯片技术的形成与发展，不但使大规模检测体内多种基因表达、蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸、个体与群体基因的多态性及基因突变位点成为可能，而且提高了疾病病理学的诊断水平。