Yiyecek ve içeceğin üretimden servisine kadar uğradığı fiziksel ve kimyasal değişimi olarak tanımlanmaktadır. Moleküler gastronomi kimya, fizik ve gıda teknolojileri gibi farklı disiplinlerle ilişkiler sonucunda doğdu. Amacı sadece yeni yiyecek ve içecekler ortaya çıkarmak ve geliştirmek değil var olan ürünleri de tanımayı amaçlayan mutfak disiplinidir. 1969 senesinde, Prof. Nicholas Kurti ilk çalışmasını Oxford Üniversitesi’nin fizik bölümünde Kraliyet Enstitüsü’ndeki Mutfaktaki Fizik dersi adıyla başlattı. Prof. Nicholas Kurti “Bilim olarak yıldızların içindeki ısı derecesini biliyoruz ama ne yazık ki bir suflenin içindeki ısı derecesini bilmiyoruz.” Sözüyle mutfakta farkındalık yaratmış ve ardından çalışmalar başladı. Moleküler Gastronomi: Lezzetin Bilimini Keşfetme isimli kitabın yazarı ve Fransa’nın mutfak bilimcisi olan Herve This moleküler gastronomi akımının öncüleri arasında yer aldı.

Moleküler gastronomi yiyeceklerin fiziksel özellikleri, pişirilmesi esnasında kimyasal özelliklerinin dönüşümlerinin incelenmesini inceleyen bilimdir. Yalnızca pişirme biçimi olarak adlandırmak bu durumda doğru değildir. Moleküler gastronomiyle birlikte yeni sunumlar, şaşırtan lezzet ve tarifler, farklı pişirme yöntemleri ortaya çıkmıştır. Bilim insanları ve şefler mutfakta birlikte üretimler ve tadımlar yaptı. Profesyonel şefler tarafından moleküler gastronomi uygulamaları geliştirilmiş ve menülerde yer verilmeye başlanıldı. Geleneksel tariflere ek olarak yenilikçi tarifler uygulanmaya başlanılmış gıdaların fiziksel ve kimyasal özellikleri göz önünde bulundurularak farklı yemekler ve sunumlar ortaya çıkarıldı. Mutfaklarda şeflerin yanı sıra fizikçi, kimyager, mühendis gibi personel istihdamına yer verildi.

Moleküler gastronomi kapsamında, yiyecekler yeni yöntemlerle sunulmaktadır. Örneğin; sebzelerden ve meyvelerden köpükler oluşturma, farklı yiyecekleri havyar taneleri biçiminde sunma, farklı lezzetleri birleştirme bunlardan yalnızca birkaçıdır. Ksantan gam, maltodekstrin, kalsiyum laktat gibi maddeler ve Gıda tipi şırınga, silikon tüp gibi araçlarla moleküler gastronomi uygulamaları yapmak mümkündür. El Bulli Restoranı’nda elma havyarı menülerde sunulmaktadır. Elma suyu ve kalsiyum aljinat sayesinde elma suyundan küçük boncuklar elde edildi. Dondurma ve sorbe yapımında likit nitrojen kullanımı da oldukça yaygın hâle geldi. Günümüzde, Ferran Adria (el Bulli), Arzak (Arzak restoran), Andoni Luis Aduriz (Mugaritz restoran) ve Pedro Subijana (Akalere restoran) gibi restoranarda moleküler mutfak uygulamaları görülmektedir.

Moleküler gastronomi, yemek yapmanın fiziksel ve kimyasal boyutlarını araştıran bir dizi uluslararası çalıştay olarak Hervé This ve Nicholas Kurti tarafından başlatılmıştır. Bu terim, Brillat-Savarin’in gastronomiyi "insanın beslenmesine dair mantıklı bilgi" olarak tanımlamasına dayanmaktadır. Ancak kapsamını daraltmak amacıyla “moleküler” kelimesi eklenmiştir. İlk olarak “moleküler ve fiziksel gastronomi” terimi kullanılmıştır. Kurti’nin 1998’deki vefatından sonra ise This daha sade olan “moleküler gastronomi” terimini tercih etmiştir.

Moleküler gastronomi; mutfak sanatlarını fizik ve kimya bilimiyle bir araya getiren bilimsel ve yenilikçi bir gastronomi yöntemidir. Bu disiplin, yemeklerin fiziksel ve kimyasal niteliklerini inceleyerek lezzeti artırmayı ve yeni tatlar ortaya çıkarmayı hedefler. XVIII. yüzyılda Brillat-Savarin, Tadın Fizyolojisi başlıklı çalışmasıyla gastronomiye bilimsel bir bakış açısı kazandırarak moleküler gastronominin temellerini atmıştır. XX. yüzyılda ise Nicholas Kurti ve Hervé This’in katkılarıyla bu disiplin daha da gelişmiş, bilimsel deneyler ve atölye etkinlikleriyle desteklenmiştir. Kurti’nin “Bir suflenin iç sıcaklığını bilmiyoruz” şeklindeki sözü, bu alana olan ilgiyi artıran simgesel bir çıkış olmuştur. 

Moleküler gastronomi, 1980’li yıllardan itibaren gelişme kaydetmiş ve birçok bilim insanı ile aşçının katkılarıyla günümüzdeki şeklini almıştır. Brillat-Savarin, gastronomiyi bilimsel bir temele yerleştiren ilk isimlerden biridir. Hervé This, yumurtanın pişme derecesi gibi kimyasal olayları incelerken; Nicholas Kurti yemek pişirme sürecini fizik bilimiyle açıklama çabasına girmiştir. Harold McGee, yemek bilimi alanındaki araştırmalarıyla tanınırken; Ferran Adrià, bezeler ve sıvı nitrojen gibi yenilikçi yöntemlerle öne çıkmıştır. Heston Blumenthal ise birden fazla duyuyu etkileyen yemekler ve bilimsel pişirme teknikleriyle moleküler gastronominin çağdaş temsilcileri arasında yer alır.

Son yıllarda moleküler gastronomi alanında “Moleküler Pişirme” ve “Note-by-Note Cooking” gibi yenilikçi yöntemler ön plana çıkmaktadır. Moleküler Pişirme; mutfakta yeni araçlar, malzemeler ve tekniklerin (örneğin sifon, sodyum aljinat, sous-vide) kullanılmasıyla yemeklerin hazırlanmasını ifade eder. Note-by-Note Cooking yöntemi ise geleneksel gıda ürünleri yerine saf bileşenlerin bir araya getirilerek yemeklerin tat, doku, aroma ve besin değerinin tasarlanmasını amaçlayan bir yaklaşımdır.

Moleküler gastronomide en yaygın kullanılan katkı maddeleri arasında agar agar, karagenan, metilselüloz, sodyum aljinat, kalsiyum klorür, lesitin ve ksantan gam bulunmaktadır. Bu alanda uygulanan önemli yöntemler ise kapsülleştirme, tozlaştırma, jelleştirme, tat-koku aktarımı, sous-vide pişirme, soğuk pişirme (sıvı azot), tütsüleme ve köpük oluşturmadır. Örneğin, meyve jölesine istiridye ve lavanta, hardallı dondurmaya ise kırmızı lahana gazpacho (soğuk çorba) eklenebilir. Ayrıca, Norveç istakozu kreması ile yapılan bıldırcın jölesi ve kaz ciğeri parfe, olgun balsamik sirkeyle karpuzun uyumu örnek olarak verilebilir.