研究人員正在開發與目前使用的電子計算機截然不同的新計算機，分子計算機就是其中之一。
電子計算機是通過矽芯片上的電子來傳送信息，而分子計算機是以生物分子（DNA和蛋白質等）的堿基排來傳輸信息，通過分子之間的化學反應來進行運算。如果在試管裏加入經過適當加工的DNA（脫氧核糖核酸），就可以隨意進行堿基排列，進而得出運算結果。
分子計算機有超排列性、節能性和小型的特點，前景非常看好。值得一提的是，分子計算機在電子計算機很難解決的排列問題上可以大顯身手。
分子計算機的最初設想並無多大新意，其基本想法認為“計算”不是計算器和計算機獨有的東西，而存在於人類所處的自然現象中。例如在往地上撒沙子時，盡管沙粒一顆顆往下落，但卻可以形成一座呈放射狀的沙山。可以認為，這種現象中包含形成放射狀沙山的“計算”。
一般來講，通常所說的“計算”有一些明確的目的。即使沙山中存在錯綜複雜的“計算”，也不能幫助我們檢索出最短的出差路線。問題在於，我們如何控製這種自然界存在的“計算”能力，使之有目的地運算。
南加利福尼亞大學研究人員1994年首次成功地進行了這一試驗，即在解決排列問題上加以應用。雖然此次試驗規模很小，但充分預示了未來的可能性。以這一試驗為契機，世界各國的開發工作變得活躍起來。
2002年1月，由日本奧林巴斯光學工業公司和東京大學組成的天空小組，成功地研製出用於解讀基因的DNA計算機。這是一種由DNA計算部分和電子計算部分組成的混合計算機，在試管階段的研究上邁進了一步，是世界上第一台有實用性的DNA計算機。今後，經過鑒定試驗後，DNA計算機可望在基因診斷方麵得到應用。
現階段，分子計算機有望在解讀需要進行大量計算的基因序列，以及在人體內進行診斷的醫療計算機等方麵加以應用。分子計算機的用途現在還很有限，恐怕今後也不可能完全取代電子計算機。
然而，在研製出電子計算機的初期，其主要用途是進行特殊的科學技術計算，甚至有人預測世界上隻有數台的需求量，未來10年、20年，也許還會出現令人耳目一新的台式計算柳和掌上計算機。