Como só era possível o estudo macroscópico, os objetos de estudo das ciências biológicas foram inicialmente os indivíduos. Animais e plantas têm certas peculiaridades que os diferenciam como objetos potenciais de estudo: os animais são geralmente dotados de movimentos, enquanto as plantas normalmente não. Tal característica torna mais fácil, por exemplo, a coleta de plantas (herbários) para estudo. Os animais são mais difíceis de descobrir, coletar, contar, etc., uma vez que sua posição no habitat muda freqüentemente. Por isso, desde os primeiros tempos a biologia se organizou em dois grandes ramos de saber: a botânica, que é o estudo das plantas, e a zoologia, que é o estudo dos animais, embora os interesses dos antigos naturalistas nem sempre tivessem tanta nitidez assim. Mais tarde surgiram especializações cada vez mais restritivas, como a ictiologia (estudo dos peixes), a entomologia (estudo dos insetos), a micologia (estudo dos fungos) etc. Também se pode dividir a biologia de acordo com o aspecto estudado. Por exemplo, a fisiologia trata das funções e das relações entre os diferentes órgãos; a embriologia estuda o desenvolvimento desde a fecundação; a paleontologia estuda os fósseis de seres extintos. A ecologia trata das interações dos organismos entre si e com o meio ambiente, seja no nível do indivíduo (auto-ecologia), da população (dinâmica ou ecologia de populações) e da comunidade ou biocenose (ecologia de comunidades, biocenótica ou sinecologia).

Como os diferentes níveis de organização estão estreitamente relacionados, os campos de estudo das ciências biológicas se sobrepõem, isso quando não se cria uma nova disciplina por "hibridação" de outras. Assim, o estudo da célula gerou a ciência que se encarrega desse tema, a citologia, que vem cedendo espaço para a biologia celular; quando se registraram os primeiros avanços no campo do conhecimento sobre os mecanismos da herança, nasceu a citogenética, que estuda os mecanismos em nível celular; e quando se introduziram métodos químicos de análise, surgiu a citoquímica.

O estudo dos fenômenos físico-químicos em que as moléculas dão origem a transformações químicas compete à bioquímica, à genética molecular, à citoquímica, à microbiologia e à virologia. A histologia trata dos tecidos, e tem também numerosas especializações: histopatologia, histoquímica etc. No início, o estudo da célula dependeu dos aperfeiçoamentos do microscópio óptico, que possibilitava distinguir estruturas de dimensões próximas ao micrômetro (milésima parte de um milímetro), e de um conjunto de técnicas de coloração com que se podia tingir os diferentes orgânulos e substâncias celulares. O surgimento do microscópio eletrônico permitiu distinguir estruturas de dimensões muito mais reduzidas.

Veja também:
Biologia na Grécia e Roma
Biologia na Idade Média
Biologia no Renascimento
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Expansão da Biologia
História da Biologia
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Método Científico Aplicado à Biologia