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1.从分子水平评价中药的基原物种，为分子鉴定奠定基础 首先，物种有所谓的“好”物种，即分类学家没有争议的物种，如人参 Panax ginseng C.A.Mey.；也有“坏”物种，即分类学家有争议的物种，如小蓟的基原植物，《中华人民共和国药典》（简称《中国药典》）认为其为刺儿菜 Cirsium setosum （Willd.） MB.，而 Flora of China 认为应将其合并入丝路蓟 Cirsium arvense （Linnaeus） Scopoli，将其学名修订为 Cirsium arvense var. Integrifolium Wimmer et Grabowski。其次，物种的进化机制十分复杂，利用物种形态和基因片段表示物种进化关系可能是一致的，也可能是不一致的，如果基因树不能反映物种的进化，此时该物种是不能利用基因片段进行分子鉴定的。因此，在进行分子鉴定之前，应对物种进行评价。
2.从分子水平鉴定中药 目前《中国药典》已经建立了较为完善的中药性状、显微和理化鉴定体系，但是动物药的鉴定、正品和近缘伪品的鉴定、中药材的年限鉴定、产地鉴定等问题仍需要探索新的方法。分子鉴定因其具有较高的分辨率及客观性越来越受到人们的重视，目前特异性PCR鉴定方法、聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性（polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism，PCR-RFLP）方法已经被收入《中国药典》一部，聚合酶链式反应法通则、中药材DNA条形码分子鉴定法指导原则、黄曲霉毒素免疫法通则被收入《中国药典》四部。
1.从分子水平研究道地药材的形成 使用道地药材是中药的用药特色，道地药材是经过长期临床实践总结出来的中药质量标准之一。长期以来，对道地药材的理解都处于知其然不知其所以然的状态。目前，相关学科已经对道地药材的外观性状和化学表型、产地气候和土壤特征等方面展开了研究。分子生药学将从道地药材的遗传特征，尤其是对产地生态因子的基因表达响应机制等方面展开深入研究，通过获取高质量、可重复的性状数据，进而量化分析基因型和环境互作效应及其对中药质量的影响，提出了中药道地性表现为道地药材具有“优形、优质、优效”特征，深化人们对道地药材的认识。
2.从分子水平研究中药种质资源 第一，随着中药规范化种植的发展，好种质才能产生好药材的理念越来越深入人心。人们试图从野生优质中药种源中寻找优良种质，分子生药学可以从遗传角度揭示不同种源的差异，阐明优质药材的形成机制。第二，在进行育种的时候，也可以通过分子生药学技术揭示亲本之间的遗传差异，为选择育种亲本提供依据。第三，分子标记辅助育种技术已成为加快中药材品种选育工作的有效工具。
1.从分子水平解析中药活性成分的生物合成途径 中药生物技术资源是未来解决濒危中药资源的可能途径之一，合成生物学是重要的研究策略，解析活性成分的生物合成途径是实现中药活性成分生物合成的前提。克隆活性成分的生物合成途径基因，逐步解析活性成分生物合成途径是分子生药学的重要任务之一。目前，紫杉醇、青蒿素、丹参酮、雷公藤甲素等的生物合成途径解析已取得较大进展。
2.研究中药活性成分的生物合成 随着中药活性成分的不断阐明，组分中药逐渐成为新药开发的一个方向。在此基础上，进一步阐明中药活性成分的生物合成途径，利用合成生物学方法合成活性成分越来越受到人们的重视，植物或微生物细胞工厂合成中药活性成分逐渐成为可能。中药活性成分的生物合成是分子生药学的重要研究任务，生物合成和化学合成组合将成为活性成分的重要生产方式之一。
另外，中药资源分类、濒危中药资源保护等也是分子生药学的任务。