분자를 갖는 설계 와 기능과의 관계에 관한 이론에 기초하여 바람직한 구조, 성질, 기능을 갖춘 분자를 창제(創製)하는 것을 분자설계라고 정의하고 있다. 유기금속착체와 같은 도전성(導電性)물질, 염료중간체, 액정물체 등 비교적 저분자분야에서는 상당한 성공을 걷었다고 할 수 있다. 의약, 농약분야에서는 컴퓨터계산, 그래픽스(graphics)(컴퓨터의 출력을 브라운관에 표시하여 다시 그것을 light pen등으로 조작하는 기술)의 지원에 의한 분자설계기법을 의약품설설계(drug design), 컴퓨터 지원의 약품설계 [computer aided drug design(CADD)]라고 부른다. 단백질공학도 단백질을 대산으로 한 분자설계라고 할 수 있다.