把人当做生物来研究是对传统观念的一个突破，在科学革命中，比利时医生、解剖学家维萨里（1514——1564）往往和哥白尼一起被人们提起，他在1543年出版的《人体的构造》一书中，系统地介绍了人体的构造，总结了当时解剖学的成就，提出了人体血液循环的理论。他的学说被教会斥责为亵渎神灵，责令他朝圣耶路撒冷，以免杀身之祸。维萨里在朝圣的归途上患病身亡，当时他年仅50岁。
瑞典生物学家林耐（1707——1778）对物种的分类，为生物学确定了研究对象。生物界具有惊人的多样性，到林耐的时代，光是植物已有1.8万种之多，到19世纪初达到5万多种。面对如此纷繁的生物界，首要的工作是对它们进行科学的分类。1735年，林耐出版了《自然系统》，他对所有的生物采用双命名法给予命名，同时对于著作中所描述的物种提出明晰的鉴别。林耐的分类法和命名法，使已知的各种生物可以排成一个有规则的系统，结束了过去生物学在分类命名上的混乱现象。这就为生物进化的研究打下了基础。
18世纪后半叶，人们用比较的方法收集整理生物学资料，逐渐认识到各种生物存在内在的联系，它们之间具有一定的情缘关系，物种是可以变化的。1802年，法国博物学家拉马克（1744——1829）发表了《对于生命天然体的观察》，他第一次提出物种是变化的，生物是不断进化的。他提出：“每一个生物都有一种内在的力量在物种的改进上不断地起着推动作用，假如这种力量不遇到内在的阻碍，它就会导致一个从简单的细胞生物一直到人类的不断上升的直线的系列。”同时他还提出了获得性遗传假说，即动物器官的构造和机能由于环境引起的变异可以遗传给它到后代。拉马克的生物进化论没有引起人们的注意，当时的人们还沉浸在创世说的宗教教条之中。
1831年，达尔文以博物学家的身份登上“贝格尔号”军舰环球科学考察。他历时五年，1836年回到英国。累了大量的生物学资料，回国后，又经过20多年的整理与思考，1859年，达尔文出版了他的伟大著作——《物种的起源》，提出了生物进化论。
由于显微镜的发明和进步，人们终于能看清楚细胞的构造。17世纪，有个叫哈特索克的人宣布，说他在显微镜下看到了精子里面有预成的微型小人，这个错误的结论误导了人们一百多年。
直到1759年德国人沃尔弗（1738——1794）经过他的精确观测，发现动物肢体和器官在胚胎发育的过程中是从一片简单的组织发展起来的。
1827年，德国生物学家冯•贝尔重新发现哺乳动物的卵是一个细胞，他详细观察了动物胚胎发育的过程，发展和完善了沃尔弗的胚胎演化理论。
1838——1839年，两位德国生物学家施莱登（1804——1881）和施旺（1810——1882）提出了细胞学说，千差万别的生物界都是由细胞组成的，人们找到了生命的统一物质。
到19世纪50年代，德国医生雷马克（1815——1865）和瑞士学者寇力克（1817——1905）等人的研究，证明了卵子和精子都是简单的细胞，受精卵在发育过程中细胞可以自我复制，当时称之为细胞的分裂。1858年德国病理学家微尔和（1821——1902）把细胞学说应用于医学，他指出，病变细胞是从正常细胞变化而来的，各种病变细胞的形成与细胞结构的异常有关，微尔和开创的细胞病理学是西方医学的重要理论基础。
细胞连同细胞核都是透明的，人们无法观察细胞的分裂，1879年，德国生物学家弗莱明发现，可以用某些红染料把细胞核内散布着的微粒状的特殊物质染上颜色，他把这种物质叫染色体，并对它进行观察看到了细胞分裂过程的一些变化。
19世纪60年代，生物学家忙于研究细胞分裂，忙于观察细胞染色体的时候，奥地利的一位神父孟德尔（1822——1884）却在他的修道院里安安静静地做着豌豆杂交的实验。孟德尔发现了遗传规律：植株的每一种特征是由一对基因控制着的，它们一个来自父本，另一个来自母本，这两个基因中一个是显性基因，它压制着另一个隐形基因，植株的特征是由显性基因决定的,但是隐性基因并没有消失，它是一种“保留意见”。不论显性还是隐形，都能同等地传给种细胞。种细胞里只有一个基因，两株植物的种细胞授粉以后，其后代又获得了控制某一特征的一对基因，原来在父本或母本中的隐性基因也许在下一代中表现为显性基因。
1904年美国细胞学家萨顿指出，染色体和基因相同，都是成双成对，一个来自父本，一个来自母本。这种比拟不能说明染色体的数目大大地小于生物特征的数目。后来，人们才知道，染色体实际是许许多多基因的集合体。
1839年，荷兰化学家马尔德得到一个基本的化学式子：。因为许多蛋白质中都有这个成分，他把这个式子叫蛋白质。1820年，布拉孔诺把明胶放在酸里加热得到了甘氨酸，他用同样的方法加热肌肉，得到亮氨酸。后来一系列的氨基酸被发现，原来蛋白质是由20多种不同的氨基酸组成的。蛋白质是生命的主要组成部分，是生命的主要体现者，构成生命现象的各种活动主要是通过蛋白质来实现的。细胞是由蛋白质构成的，有了以上的认识，生物学家和化学家汇聚起来了,一门新学科——分子生物学诞生了。
1869年瑞士化学家米歇尔发现细胞核是一种含磷的物质构成的，它是一种强酸，人们把这种物质称为“核酸”。德国生物化学家科赛尔小心地使核酸水解，得到四种含氮的化合物，他把有双环结构称为“嘌呤环”；把单环结构称为“嘧啶环”，这四种物质分别命名为：“腺嘌呤”（用A表示）；“鸟嘌呤”（用G表示）；“胞嘧啶” （用C表示）和“胸腺嘧啶” （用T表示）。科赛尔的这一发现获得了1900年的诺贝尔医学和生理学奖。
1911年，科赛尔的学生俄裔美籍生物化学家莱文在核酸里发现含有5个碳原子的糖分子（一般糖分子有6个碳原子）称为“核糖”。高等动物核酸中的核糖比细菌核酸中的核糖少了一个氧原子，我们称这种核糖为“脱氧核糖”。
核酸的基本组成单位是核苷酸，一分子核苷酸包括一分子五碳糖，一分子磷酸，一分子含氮碱基。脱氧核糖核酸用DNA表示，没有脱氧的核糖核酸用RNA表示。
1953年，美国物理学家克里克和生物化学家沃森合作，汇集各方面的资料，设计出一个核酸分子模型，这个模型是20多种氨基酸排成一个多肽双螺旋骨架，每半片骨架由磷酸做外壁，核糖做内壁，含氮的碱基附着在内壁的核糖上，和另外半片的碱基随时可以拉起手来。用“沃森——克里克模型“可以解释一系列的疑难问题。两位科学家因此获得了1962年的诺贝尔医学与生理学奖。
研究表明，DNA就是遗传物质，它能自我复制。复制的时候，双螺旋分开成单螺旋，每一侧的单螺旋负责照自己的模板制作另一半。对于高等生物来说，还有一个抄写模板的功能，抄写的模板是RNA，所以RNA又称为“信使”。这就像一个大型工厂，技术资料都存在档案室，车间的生产图纸是从档案室抄录来的。这样要比仅有一份资料拿到车间去生产更保险一些。高等动植物就是使这种复制程序。
分子生物学对于生物大分子的研究取得了一系列的成就，现在的生物科学已经能从分子水平上深刻揭示生命的奥秘。