分子料理的理论就是研究食物在烹调过程中观察、认识温度升降与烹调时间长短的关系，再加入不同物质，令食物产生各种物理与化学变化，在充份掌握之后再加以解构、重组及运用，做出颠覆传统厨艺与食物外貌的烹调方式。

要制作分子料理必须依靠现代化的仪器才能完成。意大利有一间著名的分子料理餐厅，他们在腌制肉丸时应用的就是磁共振造影技术，并通过录像记录肉丸在腌制时内部会发生的变化。另外，在芝加哥一间餐厅的分子厨房里，大厨们更是异想天开地将四级激光枪运用到了金枪鱼的烹饪中。