虽然生物学的概念作为单一领域出现于19世纪，但生物学从传统医学起就已经出现，并可以根据自然史追溯到古埃及医学及希腊罗马时代亚里士多德和盖伦的工作。欧洲文艺复兴及近代时期，生物学思想被新的经验主义思想彻底变革并发现了一些新的生物。这次活动中比较突出的是对生理机能进行了实验和认真观察以及开始对生物进行分类和化石记录，同时还对有机体的发展和行为进行研究，显微镜展示了之前从未看到的世界并为细胞学说打下基础。

从18世纪到19世纪，植物学及动物学等生物科学逐渐形成专门的学科。拉瓦锡和其它物理学家开始通过物理和化学方法将有生物的世界和无生命的世界连接起来。博物学家开始否认本质主义并考虑灭绝及物种突变的重要性。细胞学说为生命的基础提供了新的角度。这些发展以及胚胎学和古生物学，被查尔斯•达尔文综合到自然选择的演化论中。19世纪末，自然发生说开始没落，同时疾病生源说兴起，而遗传的机制仍处于神秘状态。

20世纪初，对孟德尔的作品的重新发现带来了托马斯•亨特•摩尔根和他的学生们的遗传学的快速发展。到了1930年代，群体遗传学和自然选择相结合形成“新达尔文主义”。新的学科得到了快速发展，特别是在沃森和克里克提出DNA的结构之后。

随着分子生物学的中心法则的建立和遗传密码的破译，生物学被明显地分为有机体生物学（organismal biology）——主要研究生物体及所在的群体—和细胞生物学及分子生物学所在领域。到20世纪末，一些新学科如基因组学和蛋白质组学则打破了这一趋势，有机体生物学家使用了分子生物学的技术，而分子生物学家和细胞生物学家也调查了基因和环境的关系以及自然生物体的遗传。