Les systèmes moléculaires organisés sont le résultat des capacités d'auto-organisation de certains types de molécules. Ceci entraîne l'apparition d'un ordre à l'échelle supramoléculaire.
Les molécules du vivant, phospholipides, protéines, molécules amphiphiles diverses sont des exemples particulièrement interéssants dans ce domaine.
L'auto-organisation des phospholipides est la base physique de la constitution des membranes biologiques. Puisque l'existence des membranes cellulaires est un des éléments fondamentaux qui a permis à la vie d'émerger il y a environ 4 milliards d'années, on comprend que les propriétés d'auto-organisation moléculaire sont d'une importance capitale.
Depuis un demi-siècle, des systèmes modèles ont été développés. Ils ont d'une part contribué à une meilleure compréhension des systèmes naturels et d'autres part, amené des développements technologiques importants en pharmacie, en agroalimentaire, en cosmétologie et autres.