آزمایشگاه مولکولی پژوهشکده شمال کشور انستیتو پاستور ایران از سال 1392 فعالیت خود را آغاز کرده است. به طور کلی این آزمایشگاه در دو حوزه پژوهشی (تحقیقاتی) و خدماتی (تشخیصی) در حال فعالیت می باشد و در حال حاضر به عنوان تنها مرکز دولتی جهت تشخیص بیماریهای عفونی و بد خیمی های خونی فعالیت دارد. این بخش در حال حاضر بیش از 18 تست تشخیصی را جهت خدمت به هموطنان عزیز ارائه می نماید. بخش مولکولی این آزمایشگاه در تشخیص، درمان، کنترل، پیشگیری بیماری های بدخیم خونی و غیر خونی، بیماری های عفونی باکتریایی و ویروسی فعالیت می نماید. در بخش تحقیقاتی علاوه بر همکاری با دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری برای انجام پروژه های تحقیقاتی مختلف مولکولی، فعالیت های دیگر همچون انجام مطالعه کوهورت آمل جهت بررسی ارتباط تغذیه و سرطان، همکاری های بین المللی با انگستان برای بررسی انتقال ویروس HPV از دام به حیوان نیز انجام می گردد. علاوه بر این در این حوزه پروب های یونیورسالی برای بررسی بیان ژنها طراحی شده است که می توان از طریق آن بیان انواع ژنها در موجودات مختلف را با بکار بردن تنها یک پروب مورد بررسی قرار داد.