生物学是一门由经验主义出发，广泛的研究生命的所有面向之自然科学，内容包括生命起源、演化、分布、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系，以及生物分类学等。生物学中有很多分支学科是按照生命运动所具有的属性、特征或者生命过程来划分的。
现代生物学的五大基础，也是主要的研究方向：
一、细胞学说：细胞学说认为细胞是生物的基本单位，而且所有生物都是由一至多个细胞以及细胞分泌的物质组成（例如外骨骼）。所有细胞都是由其他细胞借由细胞分裂的方式产生。多细胞生物一开始是从一个受精卵的单一细胞开始，再渐渐分裂为各个细胞，而细胞也是许多病理过程的基本单位.[5]。此外，细胞之间能量转移的现象称为代谢，而细胞包含的遗传资讯（DNA），在细胞分裂时也会传递给其他的细胞。
二、进化：现代生物学认为生命是从进化而来，所有已知的生物都有一共同起源。。
三、基因论：基因是生物体遗传的基本单位，基因对应一特定区域的DNA，以特定方式影响生物的某一部位或某一机能。从细菌到动物的所有生物体都有同様复制DNA，并依此产生蛋白质的能力。细胞将DNA的基因转录为对应的核糖核酸（RNA），然后核糖体将RNA转译为一串由氨基酸组成的蛋白质。由RNA转换为氨基酸的遗传密码在大部份生物中是相同的，但有些生物仍有少许差异。例如若将人类对应胰岛素的DNA放在植物中，也可以产生胰岛素。
四、体内平衡：平衡是一个开放系统可以借由许多彼此相关机制的动态平衡调整，使得其内在情形维持在稳定的状态。所有的生物，不论是单细胞或是多细胞生物，都有体内平衡的机制。
一系统若要维持动态平衡，并且有效的进行调整，需要有能力侦测扰动，并且针对扰动进行回应。生物系统在侦测到扰动后，一般会利用负回授的方式回应。也就是借由调整系统的条件，设法降低扰动的影响。就像若动物体内血糖浓度过低时，会释放胰高血糖素增加血糖一様。
五、能量：生物的生命存续取决于是否有持续的能量输入。生物体是靠化学反应来从食物中提取能量，才能维持身体机能，并建立新的细胞。在上述反应中，食物的组成分子扮演重要角色。这些分子中有些可以借由生物体内的化学反应产生能量，有些则可以组成生物体中的其他分子。
生物学家从很多面向研究生物，因此产生很多研究领域。例如：
1原子和分子面向：分子生物学、生物化学、结构生物学。
2细胞面向：细胞生物学、微生物学、病毒学。
3多细胞面向：生理学、发育生物学、组织学。
4宏观面向：生态学、演化生物学。
生物学本身不断的快速发展，与其他学科的关联整合也越来越多。一大原因是分子生物学在近代突飞猛进，终于导致人类基因序列定序完成。由此，为了解读大量的基因资讯，促成了基因组学。为了探究基因和蛋白质的交互作用，开创出蛋白质组学。这些新的研究领域帮助解决疾病、粮食、环境生态等问题。其众多的资讯则需要新的电脑算法来处理。
细胞面向：细胞生物学、微生物学、病毒学。
多细胞面向：生理学、发育生物学、组织学。
宏观面向：生态学、演化生物学。
生物学本身不断的快速发展，与其他学科的关联整合也越来越多。一大原因是分子生物学在近代突飞猛进，终于导致人类基因序列定序完成。由此，为了解读大量的基因资讯，促成了基因组学。为了探究基因和蛋白质的交互作用，开创出蛋白质组学。这些新的研究领域帮助解决疾病、粮食、环境生态等问题。其众多的资讯则需要新的电脑算法来处理。
细胞面向：细胞生物学、微生物学、病毒学。
多细胞面向：生理学、发育生物学、组织学。
宏观面向：生态学、演化生物学。
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