생물학은 생명현상과 살아있는 생명체의 물리적 구조, 화학적 과정, 분자적 상호작용, 생리적 메커니즘, 발생 및 진화에 대해 연구하는 자연과학이다. 과학의 복잡성에도 불구하고, 그것을 하나의 일관성 있는 분야로 통합하는 특정 공통 개념들이 있다. 생물학은 세포를 생명체의 기본 단위로, 유전자를 유전의 기본 단위로, 진화를 생물 종들의 출현과 멸종을 추진하는 수단으로 인정하고 있다. 살아있는 생명체는 항상성으로 정의되는 안정되고, 생명 유지에 필수적인 상태를 유지하기 위해 에너지를 변환시키고, 부분적으로 엔트로피를 감소시킴으로써 생존해 가는 개방계이다.
생물학의 하위분야는 연구 방법과 목적에 따라 나뉠 수 있는데, 생물에서 일어나는 화학적 현상을 연구하는 생화학, 분자 수준에서 일어나는 생명 현상을 탐구하는 분자생물학, 세포에서 일어나는 생명 현상을 다루는 세포생물학, 기관이나 조직을 연구대상으로 삼는 생리학, 환경에서 다양한 생물 개체들이 맺는 관계를 탐구하는 생태학 등이 있다. 이론생물학은 수학적인 방법을 사용하여 정량적인 모델을 만드는 반면, 실험생물학은 제안된 이론의 타당성을 테스트하고, 생명체의 기초가 되는 메커니즘과 약 40억년전 생명이 없는 물질로부터 생명체가 어떻게 출현하였고, 생물 체계의 복잡성이 어떻게 점진적으로 증가하는 방향으로 진화해왔는지를 이해하기 위한 경험적인 실험들을 수행한다.