分子与生物分子电子学实验室是由我国著名电子学家韦钰院士建立的，筹建于1983年，于1985年5月正式成立。1992年6月与美国哥伦比亚大学物理研究所一起由国际著名物理学家吴健雄博士授名为吴健雄实验室，同年被教育部批准为分子与生物分子电子学开放研究实验室，1997年作为教育部开放实验室参加并通过国家重点实验室的评估，被评为"良好"，1999年经教育部审定，更名为分子与生物分子电子学教育部重点实验室，2001年获国家自然科学基金委"创新研究群体基金"资助，2002年作为教育部重点实验室再次参加并通过国家重点实验室评估，被评为"优秀"。
实验室以国际前沿交叉学科"生物电子学"为主要研究方向，主要包括：生物信息材料与器件、生物信息获取和传感、生物信息系统和应用。研究内容涉及分子（纳米）有序材料及其制备、分子有序结构的组装与表征、分子/纳米器件的研究、生物（纳米）材料及其应用、生物电活性器件、单分子与单细胞的检测、生物传感器、微阵列芯片技术、微流体生物芯片、生物信息学、仿生信息处理系统及应用、大脑信息系统的建模和应用等。
近年来，实验室承担和完成了国家自然科学基金重大项目、重点项目，863高技术项目、"八五"、"九五"和"十五"攻关项目等一批国家级的重大科研任务；在国际重要的学术刊物上发表论文数百篇，获省、部级科技成果奖数项，批准发明数十项。培养博士研究生数十余名（其中3人获全国百篇博士论文，2人获江苏省优秀博士论文），出站博士后研究人员20余名，接待国际重要学者讲学百余次，主持召开全国性学术会议多次，中美、中日双边学术会议各一次，国际性学术会议二次，主编国际学术刊物多期、参编专著三部。与美、日、德、英、法、瑞士等国家的相关实验室开展了广泛的合作研究，并联合培养博士生。
本实验室的研究方向为生物电子学，属于信息科学与生命科学这二大学科的前沿交叉领域。具体研究方向：生物信息材料与器件、生物信息获取和传感、以及生物信息系统和应用。这里所述的生物信息材料为具有信息获得、处理、转换、存储和传输等功能的分子材料或仿生分子材料。这些材料大多为有机分子或生物大分子、能够形成有序的纳米结构、并显示出独特的功能。生物电子器件包括由生物信息材料构建的分子电子器件和由电子器件构建生物医用器件。生物信息的获取和传感主要指生物体系中各种化学量的检测，特别是高灵敏度、高通量、以及适时原位检测。生物信息系统包括三个方面。以基因调控、蛋白质相互作用网络等分析为主的分子信息系统、以分子计算为主的仿生信息处理系统、以及以脑信息处理系统建模和应用。