随着细胞生物学的发展，新方法、新技术的不断涌现，细胞研究已从细胞整体和亚细胞的超微结构水平深入到分子水平。在揭示细胞基因定位、基因表达、基因调控等细胞的遗传机制，为实现基因转移、改变细胞的基因组分，分子生物学展示了其独特的技术领域，也极大地促进了听觉医学的发展，如耳聋的遗传性研究、听毛细胞功能的分子机制，内耳干细胞的研究等等。聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）是一种快速的特定的DNA片段体外扩增技术，1985年由美国K.B.Mullis等人发明。PCR技术的基本原理是，在体外利用模板DNA、特定的寡聚核苷酸引物和耐热DNA聚合酶（Taq酶），通过模板DNA高温变性解链、低温复性和中温延伸过程合成一条互补的DNA链。反复重复这一过程，模板DNA就可得到大量扩增。将扩增产物进行电泳，经溴化乙锭染色，在紫外灯照射下肉眼能见到扩增特异区段的DNA带。PCR方法操作简便，特别是自动热循环仪（又叫DNA扩增仪）的发明，使PCR反应过程可以电脑控制，实现了自动化。PCR技术的发明虽然时间不长，但目前这一技术及其衍生的其他实验技术在生命学科、医学工程、遗传工程、疾病诊断等领域已得到了广泛的应用,Mullis也因此获得了1993年诺贝尔化学奖。

核酸分子杂交技术（nucleic acid molecular hybridization）是目前分子生物学和细胞生物学研究中广泛应用的一种技术，是检测RNA或DNA序列片段的主要方法。该方法首先使双链的DNA解聚成两条单链，然后加入用放射性核素标记的RNA或DNA序列片段（称为RNA或DNA探针）。在杂交液中复性剂的作用下，通过特定碱基序列配对的互补性，标记的RNA或DNA探针和相应的RNA或DNA形成特定的双链分子。即便两条单链分子来自于不同的动物或品系，只要碱基序列同源或部分同源，也会形成双链分子或部分双链分子。所以该过程称为分子杂交，形成的异质性双链核酸分子称为杂交分子。

原位杂交（in site hybridization）是利用核酸分子杂交技术，检测细胞内mRNA和DNA序列片段，原位研究细胞合成某种多肽或蛋白质的基因表达。如染色体原位杂交是研究遗传基因、抗原基因、受体基因、癌基因等在染色体上的定位与表达。细胞原位杂交是研究细胞内编码某种蛋白质的基因转录物mRNA在胞质内的定位与表达。原位杂交是一种简单、直接和精确的核酸定位方法，具有极高的敏感性和特异性，已成为当前细胞生物学和分子生物学研究的重要手段。

DNA指纹（DNA finger printing）分析技术 在人和动物的基因组中，广泛存在着与小卫星DNA相似的另一类短小重复单位，由于这些重复单位在基因组中出现的数目和频率不同而表现出多态性。只要用一种简单重复顺序的DNA探针，经基因组DNA的制备、DNA限制性内切酶的酶解、DNA限制性片段的凝胶电泳、Southern印迹或干胶、标记探针、分子杂交后，就可以同时检出许多独立分布的位点，为人和动物的遗传分析提供大量高度多态的遗传标记。这种方法在产前诊断、人类基因制图、肿瘤标记、骨髓移植、亲子鉴定、大家系中检测与疾病位点紧密连锁的限制性DNA片段等方面的研究，有极广阔的应用前景。