国科大杭州高等研究院分子医学院将秉承国科大“科教融合、协同育人、创新实践、服务社会”的教育理念，以多学科综合交叉、基础研究与临床应用并重为特色，依照中国科学院“一三五”规划方案，瞄准国家重大战略目标，围绕分子医学的核心科学问题，开展以临床需求为导向的基础研究和转化医学研究，从分子水平发展精准医学诊断治疗和防控方法，建成国内外具有重要影响力的分子医学研究基地，取得一系列具有国际影响力的原创成果，培养一批具有多学科知识和创新研究能力的优秀医学人才，促进国科大在分子医学研究领域达到国际领先水平，大力推动相关生物医药产业蓬勃发展。

分子医学院由中国科学院杭州医学所承建，中国科学院化学研究所协助建设。学院院长由中国科学院院士、发展中国家科学院院士、中国科学院杭州医学所所长、中国科学院大学附属肿瘤医院院长谭蔚泓担任；执行院长由全国人大代表、国家杰出青年基金获得者、国家高层次人才方晓红担任。