I marcatori molecolari sono sequenze di DNA che presentano un elevato grado di polimorfismo (la stessa molecola può assumere forme tridimensionali diverse) e che possono, per questo, essere usati per diversi scopi in genetica, tra cui la mappatura genetica, analisi di linkage ovvero di associazione locus-malattia, genetica forense e test del DNA.

In genetica vegetale, a partire dagli anni '80, i marcatori molecolari sono stati utilizzati per il miglioramento genetico di numerose specie. Questi marcatori, sono espressione del genotipo, l'informazione genetica contenuta nei cromosomi dell'individuo che codifica le sue caratteritiche innate, e non del fenotipo, l'espressione materiale dell'individo allo sviluppo della quale collaborano sia l'informazione genetica che l'ambiente. Per questo motivo non sono influenzabili dall'ambiente, possono essere evidenziati nelle prime fasi di sviluppo della pianta, e non hanno effetti sulla sua morfologia. Negli ultimi venti anni, diversi tipi di marcatori molecolari - RFLP (polimorfismi della lunghezza dei frammeni di restrizione), RAPD (DNA polimorfico amplificato casualmente), AFLP (polimorfismi della lunghezza dei frammenti amplificati) - sono stati utilizzati per lo studio di numerose specie vegetali, allo scopo di caratterizzare varietà e genotipi, di studiare la struttura genetica delle popolazioni, di analizzare ibridi, di favorire il trasferimento di geni utili tra varietà e specie diverse. In particolare, si è andato sviluppando il cosiddetto "breeding assistito". Con questo termine si intende l'uso di marcatori molecolari a supporto del miglioramento genetico. L'identificazione di un marcatore molecolare associato ad un gene di interesse da trasferire da una specie all'altra consente di accelerare tale trasferimento in programmi di incrocio. Invece di selezionare per il carattere di interesse, che spesso si esprime in fase tardiva di sviluppo della pianta, si può selezionare direttamente sul DNA della pianta, in fase precoce di sviluppo.