Das Verständnis der molekularen Grundlagen zellulärer Funktionen erlaubt oft auch die Bestimmung ihrer Fehlfunktionen und damit das Erkennen von Krankheitsursachen.
So beschäftigen sich mehrere Arbeitsgruppen der Biowissenschaften mit der Identifizierung von krankheitsauslösenden Genveränderungen. Die molekularen Grundlagen von Mangelerkrankungen werden aber auch auf Proteinebene charakterisiert. Schließlich gliedert sich auch der große Bereich der Infektionsforschung in diesen Schwerpunkt ein. Dabei arbeiten Arbeitsgruppen der TU eng mit Gruppen im Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (vormals GBF) und der Medizinischen Hochschule Hannover zusammen. Eine Kooperation mit den Städtischen Kliniken Braunschweig ist geplant. Es soll das Verständnis der molekularen Grundlagen des Infektionsprozesses einerseits von Seiten des infizierenden Bakteriums und andererseits von Seiten des infizierten Wirtes aus deutlich verbessert werden.
Neben der Grundlagenforschung ist auch die direkte Entwicklung neuer Diagnoseverfahren und Therapien von zentraler Bedeutung.