Os alimentos moleculares são geralmente entendidos como qualquer tipo de alimento natural que foi cultivado a partir de sementes que passaram por um processo de engenharia molecular intencional. Freqüentemente, as sementes são alteradas para que a planta resultante seja menos suscetível a uma série de fatores que podem prejudicar a cultura. Os alimentos moleculares também podem ser alterados para aumentar o sabor de um determinado produto, ou simplesmente como meio de garantir uma safra saudável com alto rendimento.
A maioria dos procedimentos usados para alterar os alimentos tem a ver com tornar a planta mais resistente. Alimentos manipulados serão mais resistentes a condições climáticas adversas, como seca ou exposição excessiva ao sol. Alimentos moleculares também podem ser capazes de resistir a mofo, ferrugem e outras doenças das plantas que podem causar o colapso de uma safra. Existem até exemplos de alimentos alterados que são projetados especificamente para resistir a uma infestação por uma ampla variedade de insetos.
Existem também exemplos de itens alimentares moleculares que são infundidos com um sabor ou aroma mais forte do que variedades semelhantes. O sabor e o cheiro aprimorados são frequentemente desejáveis para uso com vegetais congelados ou enlatados, uma vez que tendem a reter mais sabor após o processo de cozimento. Os alimentos moleculares também podem ser projetados para reter mais cor durante o cozimento. Quando for esse o caso, a apresentação do prato não só será saborosa como também apelará aos olhos.
Em alguns setores, o termo alimento molecular tem sido usado para se referir ao método de preparação dos alimentos, e não ao próprio alimento. Por exemplo, se uma alternativa aos métodos tradicionais de cozimento for empregada, como o uso de cozimento por fusão, os pratos resultantes podem ser entendidos como sendo alimentos moleculares. No entanto, a maioria dos especialistas em culinária tende a pensar nos alimentos moleculares como alimentos geneticamente alterados, em vez de alimentos preparados de maneira não tradicional.