O programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, formado majoritariamente por docentes dos Departamentos de Bioquímica e Biofísica da Escola Paulista de Medicina, iniciou suas atividades em 1971, sendo um dos primeiros programas de PG no Estado de São Paulo reconhecido oficialmente pelo MEC (Ministério da Educação). Desde a implantação do sistema de avaliação pela CAPES o programa obteve conceito A. Após implantação do novo sistema de classificação na avaliação pela CAPES, com novas categorias, o programa recebeu, para os triênios 2001-2003, 2004-2006, 2007-2009, 2010-2012 e o quadriênio 2013-2016 a pontuação máxima (7).
Os professores orientadores do programa são selecionados pela Comissão de Pós-Graduação (CEPG) em Biologia Molecular após análise do "curriculum vitae" e projeto de pesquisa. Aqueles selecionados são novamente julgados por assessores "ad hoc" da Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa da UNIFESP e os nomes aprovados são posteriormente referendados pelo Conselho de Pós-Graduação (CPG) da UNIFESP. Atualmente, a maioria dos orientadores são docentes dos Departamentos de Bioquímica e Biofísica desta Instituição. Alguns orientadores pertencem a novos campi da Unifesp e de outras instituições do Estado de São Paulo, em função de suas linhas de pesquisa adequadas aos objetivos do Programa.
O Programa conta com quatro áreas de concentração: Biofísica, Bioquímica, Neurociências, Biologia Molecular e Celular. As linhas de pesquisa dos orientadores compreendem: Biologia Estrutural; Bioquímica de Sistemas em Estados Patológicos; Estrutura, Atividades e Síntese de Peptídeos e Proteínas; Proteases e Inibidores de Proteases; Glicobiologia; Imunoquímica de Glicoconjugados; Internalização de Glicoconjugados. Os projetos são voltados para síntese e atividades farmacológicas de peptídeos vasoativos; enzimas proteolíticas e seus inibidores e seu papel na coagulação sangüínea; estrutura, metabolismo, atividades biológicas e farmacológicas de proteoglicanos e glicolipídeos; imunobiologia de glicoconjugados; polissacarídeos e glicosidases de invertebrados, algas, fungos e bactérias; controle do ciclo celular; sinalização celular; homeostasia de cálcio; neurobiologia; glicobiologia; matriz extracelular e câncer; entre outras.
Os professores orientadores do programa, juntamente com cerca de 130 estudantes de Pós-Graduação, publicam ao redor de 100 trabalhos completos em periódicos indexados pelo "Institute of Scientific Information" por ano, apresentando uma média de 3 trabalhos/orientador/ano e de 0,8 trabalho/pós-graduando/ano. Os estudantes de Pós-Graduação são inicialmente selecionados pelos professores orientadores através da indicação de ex-professores, de entrevistas e de estágio probatório. A seleção é condicionada à aprovação pela Comissão de Pós-Graduação (CEPG) em Biologia Molecular.