生体分子は，細胞内で正確かつ高度な反応を司っているが，従来の研究では，細胞内から必要な分子を取りだし，その機能を試験管内で調べることが主流であった．しかし，試験管内で得た知見と細胞内での生体分子の振る舞いが合致しない場合が多々あり，分子環境の違いがその原因にあると考えられている．
本書では，Part1で細胞内での生体分子を理解するための基礎を，Part2で分子環境の両極にある，「分子夾雑」と「１分子」の観点から，生命化学研究における最近の進展をタンパク質や核酸などの生体分子や生命システム，デバイスなどに分け，第一線の研究者に解説いただいた．