生物学是研究生命系统各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化，以及生物与周围环境的关系等的科学。近年来许多科学家更倾向于称其为“生命科学”，以体现所研究 的对象从实体存在的“生物”向生命现象的本质、生命活动的规律及其内在机制的拓展和深化。所以它的研究对象可以依据生物类型、生物结构和生命运动的层次、生物功能的类型，以及主要研究的手段等加以划分。如按照生物类型，可分为动物学、植物学、微生物学、古生物学等；按照生物结构和生命运动的层次，分为分类学、解剖学、组织学、细胞学、分子生物学等；按照生物功能的类型，分为生理学、免疫学、遗传学、发育生物学、神经生物学等；按照研究的手段分为合成生物学、计算生物学等。此外由于生物学学科内外的交叉还产生出化学生物学、生物物理学、肿瘤生物学等。总之，研究内容的细化以及相互交融和新老学科的代谢，以前是、现在是、将来也是一个不断发展变化的过程。值得提出的是，近年来基因组学、蛋白质组学和代谢组学等“组学”的迅速发展，使学科越分越细的进程出现了综合和系统化的新动态，系统生物学初现端倪。

在生物学方面被广泛认同甚至成为学科基础的主要理论包括：达尔文提出的生物进化论、细胞学说、孟德尔遗传学说、遗传密码和中心法则理论（包括近年关于表观遗传和非编码 RNA调控等重要发展）、普列高津耗散结构理论（将生命看作自组织化系统的理论）等。

生命活动作为一种物质运动的高级形态有其自身的规律，同时又包含并遵循物理、化学等更基本的物质运动规律。因此，生物学研究要求有普通物理学、化学（特别是有机化学）、数学（包括统计学），以及地学等知识基础。

在生物学的发展史上，观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等依次兴起，成为一定时期的主要研究手段。现在，生物学研究方法正向着精密、定量、实时、多参数多层次结合、 精确深度干预，以及数学模型研究等方向迅速发展。

观察和比较从17世纪近代自然科学发展的早期到现在，都是生物学研究的重要方法，同时迄今仍是其他方法的重要基础。观察方法的进步，包括各种光学显微镜、电子显微镜，原子力显微镜，以及三维成像、活体观察等都极大地提升了生物学观察的范围和能力。同时，借助质谱、X光衍射、光学CT等物理或化学手段，对生物样品的结构与成分的分析，从定性到定量，也是生物学研究方法的重要发展。

实验方法是指人为地干预、控制所研究的对象或过程以及实验所需的环境条件，并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性，尤其是阐明和验证生命活动的内在机制。化学和物理等学科的发展，提供了日益多样和有效的干预手段。例如定点突变、基因敲除、药物干预等实验方法都极大地推动了几乎所有生物学领域的发展。

随着基因组计划和生物信息学的发展，系统研究方法（如高通量生物技术和生物计算软 件的设计应用等）被广泛关注和采用。生物学的研究明显地开始超越过去相对割裂和孤立的局限性，从而更加迫近对生命复杂系统过程和本质的理解。