As plantas daninhas possuem elevada variabilidade genética, e principalmente por este motivo, são adaptadas a ambientes com intensa atividade humana. Embora o controle de plantas daninhas tenha evoluído de maneira positiva nos últimos anos, elas continuam a interferir na produção agrícola. O objetivo desta revisão bibliográfica é apresentar a contribuição da biologia molecular nos estudos aplicados a herbologia. Há lacunas entre o que aprendemos sobre genômica de plantas daninhas e como esses conhecimentos poderiam nos auxiliar no manejo e melhorar a competividade de culturas agrícolas frente às plantas daninhas. Muitos estudos na área da ciência das plantas daninhas podem ser realizados com o emprego de técnicas de biologia molecular, sendo eles: caracterização do genoma de espécies de plantas daninhas, visando à identificação destes com maior acurácia, identificação de espécies resistentes a herbicidas e seu mecanismo de resistência, variabilidade e similaridade genética entre populações de plantas daninhas, identificação de genes envolvidos nos processos de interação entre plantas, dentre outros.