Biyolojide bir hücreyi ya da organizmayı anlamak için iki farklı bakış açısı var: bileşenleri parçalara ayırarak inceleme ve tüm sistemi bir ağ olarak modelleme. Sistem biyolojisi moleküler biyoloji karşılaştırması bu iki tutumun neye öncelik verdiğini ortaya koyar. Moleküler biyoloji, hayatın temel mekanizmalarını gen, protein ve moleküler etkileşimler düzeyinde çözmeye çalışır. DNA'dan RNA'ya, RNA'dan proteine giden bilgi akışı bu alanın omurgasıdır. Bir proteinin yapısını belirlemek, bir genin ne zaman ve neden ifade edildiğini anlamak, bir enzimin katalitik mekanizmasını çözmek moleküler biyolojinin sorularıdır. Redüksiyonist yaklaşım son derece güçlüdür; modern tıp ve biyoteknoloji büyük ölçüde bu soruların cevaplarına dayanır. Sistem biyolojisi moleküler biyoloji karşılaştırmasında sistem biyolojisi farklı bir düzlemde çalışır. Tek tek bileşenleri incelemek yerine bileşenler arasındaki ilişkilerin örüntüsünü modelleyen bu yaklaşım, ağ dinamiklerini, geri besleme döngülerini ve ortaya çıkan özellikleri inceler. Bir genin tek başına ne yaptığından çok, hangi koşullar altında hangi genlerin birlikte ne ürettiği sorusu sistem biyolojisinin odağındadır. İki yaklaşımın güçlü yanları birbirini tamamlar. Moleküler biyoloji mekanizma netliği sağlar; sistem biyolojisi bu mekanizmaları bir bütün içinde konumlandırır. Bir hastalık anlaşılırken moleküler biyoloji hangi genin mutasyona uğradığını belirler; sistem biyolojisi bu mutasyonun ağın geri kalanını nasıl etkilediğini ve hangi compensatory yolların devreye girdiğini modellemek için kullanılır. Bununla birlikte sistem biyolojisi yaklaşımı veri yoğunluğu ve model karmaşıklığı konusunda ciddi zorluklar barındırır. Büyük ağları doğru parametrelerle modellemek hem yoğun deneysel veri hem de hesaplama kapasitesi gerektirir. Modelin sağlamlığını değerlendirmek de ayrı bir metodolojik zorluktur. Moleküler biyoloji mekanizmaları çözme konusunda olgunlaşmış araçlara sahiptir ve kesin sorulara kesin yanıtlar verebilir. Sistem biyolojisi ise bütünsel dinamiği anlamak için henüz gelişme aşamasındaki metodolojilerle çalışır. Birlikte kullanıldıklarında hem parça hem sistem düzeyinde anlayış sağlanır.