La agricultura molecular consiste en la modificación de genes de plantas para producir ciertas proteínas que podrán ser empleadas como medicinas o vacunas. Dichas proteínas son conocidas como fármacos producidos por plantas, PMP´s por sus siglas en inglés (Plant-made pharmaceuticals). Usar  las plantas como fábricas productoras de proteínas recombinantes tiene varias ventajas en comparación con la fermentación clásica de bacterias, hongos, levaduras, células animales y de insecto. Por ejemplo: producción a gran escala y a bajo costo, uso eficiente de la energía, sistema de producción amigable con el ambiente y menor riesgo de exposición a patógenos humanos/animales. La ventaja particular, desde el punto de vista de la agricultura, es que permite diversificar la producción agrícola.
Entre las aplicaciones más importantes se tiene: el cultivo de plantas vectores con genes que les transfieren propiedades diferentes; por ejemplo, con mayor resistencia a enfermedades y plagas de insectos, crear plantas que poseen la capacidad genética para fijar el nitrógeno (biofertilización), aumento del contenido de proteínas, como es el caso de los cereales en los cuales se activan genes de las legumbres productores de aminoácidos esenciales como la lisina.
Además es importante señalar que el desarrollo de la agricultura molecular para países como Colombia, requiere de baja inversión de capital comparada con otras industrias que si demandan grandes inversiones. Por ejemplo, la inversión de capital para producir un fármaco con tecnología tradicional en una planta, es mucho menor. Esto quiere decir que hay una ventaja interesante para países en los que el capital de inversión para infraestructura no es muy alto y no está fácilmente disponible.