من المفاهيم الأساسيّة التي تتعلّق بعلم الأحياء ما يأتي :
التّوازن، أو الاستقرار الدّاخلي Homeostasis قدرة الكائن الحي على المحافظة على ثبات بيئته الدّاخليّة، وقد توسّع مفهوم التّوازن ليشمل جميع ممستويات الحياة من الخليّة، وحتى النّظام الحيوي.
نظرية الخليّة Cell Theory
تنصّ نظرية الخليّة التي وضعها العالم رودلف فيرخوف (Rudolf Virchow) عام 1855م على أنّ أجسام الكائنات الحيّة تتكوّن من خلايا، وأنّ الخلايا الحيّة تنشأ من خلايا حيّة سابقة.
نظرية الجينات Gene Theory
تنصّ على أنّ الصّفات الوراثيّة تنتقل من الآباء إلى الأبناء عن طريق انتقال الجينات، علماَ أنّ الجينات هي جزء من الكروموسومات، وتتكوّن من الحمض النّووي الرّايبوزي منقوص الأكسجين (DNA)
التّطوُّر Evolution
تفترض نظرية التّطور أنّ جميع الكائنات الحية تنشأ من سلف مشترك، وأنّ الاختلافات التي تظهر بين الكائنات الحية تنتج عن الطّفرات الوراثيّة، كما افترض العالم تشارلز داروين أنّ التّطور يحدث أيضاَ عن طريق الانتخاب الطّبيعي؛ أي أنّ الكائنات الحيّة التي تتمكّن من التّكيف مع بيئتها هي التي تبقى وتورّث صفاتها لأبنائها، بينما تموت الكائنات الحيّة التي لا تتمكّن من التكيّف مع بيئتها.
يُعدّ علم الأحياء حلقة وصل بين العلوم الطبيعيّة الأخرى، وفيما يأتي بعض الأمثلة التي توضّح علاقة علم الأحياء بالعلوم الأخرى :
علم الفيزياء الحيويّة Biophysics العلم الذي يستخدم نظريات علم الفيزياء والرّياضيات؛ لتحليل بعض المسائل التي تتعلّق بعلم الاحياء.
علم الأحياء الفلكي Astrobiology العلم الذي يربط بين علمَي الأحياء والفلك، ويختّص بدراسة أشكال الحياة خارج كوكب الأرض، وتطوّرها.
علم الجغرافيا الحيويّة Biogeography العلم الذي يبحث في تفسير توزيع الكائنات الحيّة في الأماكن التي تعيش فيها.
الرياضيات الحيوية Biomathematicsهي العلم الذي يختصّ بدراسة مواضيع ومظاهر علم الأحياء، باستخدام تقنيات ونماذج رياضيّة.
الهندسة الحيويّة Bioengineeringالعلم الذي يستخدم مبادئ الهندسة لفهم وتحليل الأنظمة الحيويّة، ويستخدم مبادئ علم الأحياء؛ لتحليل مبادئ علم الهندسة وأنظمتها.
علم الاجتماع Sociology العلم الذي يبحث في دور علم الأحياء في تشكيل البناء الاجتماعيّ للأفراد، وثقافتهم، والعلاقات التي تربط بينهم. أهمّ علماء الأحياء تطوّر علم الأحياء بمرور الزّمن، بفضل جهود بعض العلماء، ومنهم :
أرسطو Aristotle أوّل من أسّس لدراسة علم الحيوان، فدرس الكثير من الحيوانات البحريّة، بالإضافة إلى النباتات.
ثيوفراستس Theophrastus هو أحد تلاميذ أرسطو، وقد أسهم في تطوّر علم الأحياء بنصوصه التي تتعلّق بتركيب النّباتات، ودورة حياتها، واستخداماتها.
ليوناردو دافنشي Leonardo da Vinci مارس دافنشي تشريح جُثَث البشر سرّاَ، وترك لمن خلفه من العلماء رسوماتٍ توضيحيّةً مفصلّةً لتشريح جسم الإنسان.
لينهارت فوكس Leonhard Fuchs عالم نبات ألمانيّ، ألّف واحداً من أقدم الكتب المطبوعة، وهو كتاب يتعلّق بعلم النّبات.
كارولوس لينيوس Carolus Linnaeus هو رائد علم التّصنيف الذي ابتكر نظام التّسمية الثّنائي، وأعطى الكائنات الحيّة أسماء لاتينيّة، وقسّم الكائنات الحيّة إلى مجموعات (أنواع)؛ اعتماداَ على الخصائص المشتركة بينها.
روبرت هوك Robert Hooke هو العالم الذي اكتشف الخليّة عام 1676م أثناء دراسته لعينة من الفلّين باستخدام المجهر المُركّب، واكتشف أنّ أنسجة النباتات تتكوّن من وحدات متكرّرة مستطيلة الشّكل.
أنطوني فان ليفينهوك Anton von Leeuwenhoek هو العالم الذي نشر أوّل رسم لكائن حيّ وحيد الخليّة.
ثيودور شوان Theodore Schwann عالم اكتشف في عام 1839م أنّ أجسام الحيوانات تتكوّن من خلايا.
تشارلز داروين Charles Darwin عالم نشر في عام 1859م كتاباً بعنوان (عن أصل الأنواع)، الذي افترض فيه أنّ جميع الكائنات الحيّة نشأت من سلف مشترك، وأنّ تنوّع الكائنات الحية يعود لقدرتها على التّكيّف مع بيئتها.
جريجور مندل Gregor Mendel أسسّ علم الوراثة، ونشر أبحاثه المتعلقة بانتقال الصّفات الوراثيّة عام 1866م.
العالمان واطسون وكريك Watson and Crick عالمان صمّما نموذجاً يوضّح تركيب الحمض النّووي الرّايبوزي منقوص الأكسجين (DNA)