植物营养分子生物学，是指从基因水平和亚细胞水平上，研究各种养分元素在植物体内的生理功能的学科。植物营养分子生物学主要是采用分子生物学实验技术，来阐明各种植物营养生理和遗传机制。植物营养分子生物学的研究已经逐步形成了一套固定研究模式，如表型观察、基因分离、组织和细胞定位、功能鉴定、表达调控机制等一系列实验步骤。具体研究思路可分为正向遗传学和反向遗传学。具体的研究方法有突变体筛选、过量表达、基因沉默、基因干扰、异源表达、基因功能互补验证、GUS染色定位、膜片钳技术、MicroRNA等。突变体库的构建也有不同方法，如化学诱变法、7射线辐射法、T-DNA插入文库筛选等。通过筛选各种营养突变体，进一步分离其编码基因，进而鉴定其功能，并进行组织定位，确定基因表达特征，已发展为植物营养分子生物学研究较为普遍的方法。植物营养分子生物学的具体研究内容主要包括养分吸收转运体和养分代谢相关基因的分离、鉴定和功能分析。