分子营养学是营养学与现代分子生物学原理和技术有机结合而产生的一门新兴边缘学科，它在阐述营养素与基因如何相互作用，导致营养相关疾病生发展方面取得了许多重要进展。分子营养学主要是研究营养素与基因之间的相互作用。
一方面研究营养素对基因表达的调控作用；另一方面研究遗传因素对营养素消化、吸收、分布、代谢和排泄的决定作用。在此基础上，探讨二者相互作用对生物体表型特征（如营养充足、营养缺乏、营养相关疾病、先天代谢性缺陷）影响的规律，从而针对不同基因型及其变异、营养素对基因表达的特异调节，制订出营养素需要量、供给量标准和膳食指南，或制定特殊膳食平衡计划，为促进健康，预防和控制营养缺乏病、营养相关疾病和先天代谢性缺陷提供真实、可靠的科学依据。
发展趋势：纪末至21世纪初，人类基因组计划完成之后相继提出了环境基因组计划和食物基因组计划。食物基因组计划主要是找出那些能对膳食成分做出应答的基因及其多态性，和那些与营养素代谢有关的突变基因。基因多态性决定了个体对营养素的敏感性不同，从而决定了个体之间对营养素需要量存在很大差异。随着关于特异营养素如何影响基因表达，及特异基因或基因型如何决定营养素的需要量和营养素的利用等方面知识的层出不穷，就像知道人体的血型一样，每个人也可以知道其营养素需要类型。
可设计出一种遗传筛选实验，根据不同基因型对营养素需要和耐受程度的不同，针对每一种基因型制订相应的推荐摄入量（RNI）。这种RNI与过去的推荐供给量（RDA）不同，不仅考虑了年龄和性别的差异，更主要是考虑了基因型，即个体在营养素需要量上的特殊性。随着食物基因组计划的完成，我们最终会制订出这样一个RNI，即它将能促进那些对健康有利基因的表达，而对退行性疾病和死亡有关基因的表达有抑制作用。这就是分子营养学研究的重要意义和最终目的。