Кафедра молекулярної генетики та біотехнології відкрита в 2005 році під керівництвом доктора біологічних наук, професора Р.А. Волкова. Кафедра випускає бакалаврів, спеціалістів та магістрів за напрямом «Біологія» (спеціалізація – «Молекулярна генетика»). Випускники кафедри працюють у вищих навчальних закладах України, медичних діагностичних центрах, клінічних, промислових та приватних лабораторіях, науково-дослідних інститутах, коледжах, ліцеях та школах.

У 2006 році на кафедрі створено науково-дослідну лабораторію, у якій використовуються найсучасніші фізико-хімічні та молекулярно-біологічні методи досліджень. Значну частину сучасного обладнання отримано цільовим призначенням від фонду Олександра фон Гумбольдта (AvH, Німеччина) у межах багаторічного співробітництва з німецькими колегами.
З 2007 року при кафедрі відкрита постійно діюча аспірантура за спеціальністю «03.00.22 – Молекулярна генетика».

На сьогодні кафедра є одною із провідних в Україні у галузі молекулярної генетики. На кафедрі створені дві наукові групи під керівництвом професора Р.А. Волкова та доцента І.І. Панчук, які досліджують молекулярні механізми еволюції та стійкості до стресу в еукаріотичних організмів. Активну участь у науковій роботі приймають студенти кафедри: у 2010 році за їх участю було оприлюднено 20 наукових публікацій в українських фахових журналах та у матеріалах наукових конференцій.

Результати досліджень публікуються у міжнародних рейтингових та академічних журналах: “Plant Physiology“, „Plant Molecular Biology“, “Molecular Biology and Evolution”, „Genetics“, „Journal of Experimental Botany“, „Planta“, „Plant Systematic and Evolution“, „Systematics and Biodiversity“, „Progress in Botany“, „Polar Science“, українських академічних виданнях „Цитологія і генетика“, „Доповіді НАНУ“, „Фізіологія і біохімія культурних рослин“ та ін.

Викладачі та співробітники кафедри регулярно підвищують свій кваліфікаційний рівень у провідних наукових центрах, зокрема - у Центрі молекулярної біології рослин університету м. Тюбінген та у Вільному університеті м. Берлін (Німеччина) завдяки отриманню стипендій від німецької служби академічного обміну (DAAD) та Фонду Олександра фон Гумбольта (AvH). У 2008 р. за рахунок гранту DAAD 12 студентів та 2 викладачів кафедри відвідали Німеччину, де впродовж двох тижнів мали можливість засвоювати сучасні методи досліджень в галузі молекулярної біології та генетики на базі університетів міст Тюбінген та Берлін, ознайомитись з організацією наукової та навчальної роботи (Див. фотозвіт).