人們印象中的生物學研究，往往是背著標本箱，拿著捕蟲網，先到野外去采集，然後回到實驗室用解剖刀和顯微鏡進行解剖和觀察。當然，一些傳統的裝備和方法還在使用。但是，大量且形形色色的現代化儀器和裝備不斷地擁進了生物學實驗室，極大地開闊了人們的視野，節約了人們的時間，使得生物學研究在廣度、深度以及速度上，都產生了飛躍。電子顯微鏡和與之配套的超薄切片、噴鍍、掃描、冰蝕等技術，不但可以把要觀察的材料放大幾萬倍到幾十萬倍，而且能夠提供反映細胞、細胞器乃至生物大分子的立體結構的清晰圖片。而X-衍射，紅外、紫外和核磁共振等大型分析儀器的應用，更使人們可以記錄下生物大分子內部和生物大分子之間的結構與功能聯係的信息。放射性同位素標記和熒光標記技術，提供了分析活細胞表麵和細胞內部分子識別和代謝過程的方法。氨基酸組成和順序分析的自動化，核苷酸序列分析的技術方法，再加上多核苷酸合成過程的自動化，極大地加速了基因工程方麵等研究工作的進展速度。在30多年前，完成第一個蛋白質——由51個氨基酸組成的牛胰島素——的氨基酸順序分析，實驗工作化了幾年時間，實驗使用的蛋白質材料數以克計。而現在使用氨基酸順序分析儀器做類似工作，隻要花幾十小時，隻需數以毫克計的樣品。
由於生物體結構與功能的複雜性，從而用一種方法和技術不可能把某一生物過程完全弄清楚。於是，長期以來，逐漸形成了生物科學所特有的方法學和方法論。那就是：充分使用各種儀器手段，從各個側麵積累豐富的實驗材料，再在整體的和活體的觀念的指導下，進行綜合、概括、推斷和印證，以求得到反映生活有機體本來麵目的知識。例如：為了研究某一種細胞器的結構與功能，把某一器官組織從活體中摘除出來，用勻漿器或其它手段破碎細胞，用超速離心技術獲得該細胞器的組份，用酶學方法去檢驗所得到的細胞器組份的純淨程度及其代謝機能的特點，用電鏡去觀察該細胞器在整體細胞中的結構位置，用標記同位素技術去跟蹤該細胞器在離體和在活細胞內的生化反應過程，用生化手段分離出該細胞器中某些結構成份，還可以用X-衍射或其它技術測定這些結構成份的大分子三維空間結構，還可以用整體實驗方法去試驗神經激素調節或外界因子變化對該細胞器在活細胞內功能和代謝的影響，等等，綜合所有這些材料，人們才有可能得到關於所研究的細胞器，在正常和不正常的生理狀態下的組成、結構、代謝和功能的正確概念。這樣一種獨特的適合於生物材料的方法論，已經成為生物科學必不可少的組成部分。顯然，它需要眾多的儀器設備以及分離分析和測定手段為基礎。
總之，呈現在我們麵前的生物學科，是一個由各種現代化儀器裝備起來的，處於各個學科互相滲透中的，並把自己的觸角伸向工、農、醫等各實踐部門去的，生動活潑的“學體”。在這個“學體”內，眾多分支學科此起彼伏地漲落著。有的像是老化了卻又得到更新（如：從傳統的形態學、胚胎學到近代的發育生物學），有的與相鄰分支融合卻又分得更細（如：生理學和生物物理學），有的剛剛萌動出土而充滿活力（如：分子生物學）。雖然都在不斷地更新發展，但是總有一些分支學科、研究方向或課題，處於整個生物科學的前沿，對整個生命科學能夠起到帶動作用，因而具有強大的生命力。前沿也是在變動之中的。以基因的表達和調控為核心的分子遺傳學，一直是公認的前沿分支學科，正隨著基因工程的問世而到達高潮。與此同時，已有人開始預言，另一個活躍生長著的領域——神經生物學——很可能跑到前麵去，成為新的前沿。長期以來，人們的注意力主要放在生物大分子上。但是，具有強烈而又靈活的調節功能的小分子生物活性物質，正在引起人們愈益濃厚的興趣。
急劇的發展和變化，有時使人們對現代生物學的麵目感到迷惑。這反映在國內外高等院校中，涉及生物學科的係和專業的設置特別地混亂和龐雜。如：在美國加州大學伯克利分校有關生物學科的係一共有十四五個；而在北京大學，則所有生物學科都包含於一個係裏，下麵設六七個專業。這兩個學校倒有一點是共同的：雖然他們都力求抓住生物科學發展的趨向，但是都遠遠未能容納下生物學科的全部分支和方向。係科設置上的差別和變動，也正反映出人們在回顧和展望生物學科的來龍去脈的同時，也在思索著應該如何培養人才，才能適應生物科學迅猛發展的形勢，這確是一個值得深思的問題。