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系統生物學 (Systems Biology) 研究生物系統組成成分的構成與相互關係的結構、動態與發生，以系統論和實驗、計算方法整合研究為特徵的生物學。20世紀中頁貝塔朗菲定義「機體生物學」的「機體」為「整體」或「系統」概念，並闡述以開放系統論研究生物學的理論、數學模型與應用計算機方法等。系統生物學不同於以往僅僅關心個別的基因和蛋白質的分子生物學，在於研究細胞信號傳導和基因調控網路、生物系統組成之間相互關係的結構和系統功能的湧現。

概念

systems biology（貝塔郎菲稱為「有機生物學」，不同於「systematic biology」生物系統學 - 過去也譯為系統生物學）「系統生物學」 (systems biology) 一詞在美國NIH 的PubMed 文獻庫最早可檢索到Zieglgansberger W 和Tolle TR 於1993 年發表的一篇神經系統疾病研究的論文摘要中，根據1968 年國際系統理論與生物學 (systems theory and biology) 會議上Mesarovic D.提出systems biology詞彙（術語）的定義為採用系統論方法研究生物學，1989 年在美國召開的生物化學系統論與生物數學國際會議探討了生物學的系統論與計算生物學模型研究。

區別

系統理論和系統思想對於中國知識分子並不陌生，1980 年代在中國學術界曾經流行過「三論」——系統論、信息論和控制論與系統科學。美籍奧地利科學家貝塔朗菲 (L. Bertalanffy) 在 1970 年代創立的「一般系統論」 (general system theory），儘管貝塔朗菲是以生物學家的身份思考、研究，並不僅適用於生命科學，而且廣泛應用於物理學、心理學、經濟學和社會科學等各門學科；因而，過去所談論的主要是在理論生物學層面上和普適性強的一般系統論，本文所要介紹的系統生物學 (systems biology），則是生命科學研究領域的一門組學、計算和轉基因系統生物技術等成熟的迅速發展學科。1924~1928 年貝塔郎菲多次發表系統論的文章，闡述生物學中有機體概念，提出把有機體當作一個整體或系統來研究，1950年發表生物學與物理學中的系統論和1952年發表抗體系統論[注 ]等開創了系統生物學，第10 屆國際分子系統生物學會議稱貝塔郎菲為第一個系統生物學家（理論層面），貝塔郎菲開創的系統生物學模型至今仍然很現代。自20 世紀60 年代系統生物學概念和詞彙的提出和60-80年代系統生態學、系統生理學的進展，90年代系統生物醫學、系統醫學、系統生物工程與系統遺傳學的概念發表，20 世紀未細胞信號傳導與基因調控的研究與系統論方法的結合，進入了分子細胞層次的系統生物學（實驗與理論結合）研究與發展時期。

歷史

生物學之英語單詞(德語、法語「Biologie」)源於希臘文，意為生命，以及字尾 -λογία}}，-logia，意為學問，合併為「研究生命的學問」。1802年，法國博物學家拉馬克最早提出這個名詞。

現代生物學基礎

現代生物學的五大基礎，也是主要的研究方向：

細胞學說

細胞學說認為細胞是生物的基本單位，而且所有生物都是由一至多個細胞以及細胞分泌的物質組成（例如外骨骼）。所有細胞都是由其他細胞藉由細胞分裂的方式產生。多細胞生物一開始是從一個受精卵的單一細胞開始，再漸漸分裂為各個細胞，而細胞也是許多的基本單位.。此外，細胞之間能量轉移的現象稱為代謝，而細胞包含的遺傳資訊（DNA），在細胞分裂時也會傳遞給其他的細胞。

演化

現代生物學認為生命是從演化而來，所有已知的生物都有一共同起源。演化論假設所有地球上活著及已絕種的生物都是來自一共同起源或一基因庫。所有生物最晚的共同起源約出現在約35億年前^[1]。

目前已有壓倒性的證據支持演化的真實性，學界普遍認為演化是事實，而不僅僅是理論或假說，對於演化論的真確性，存在有強烈的科學共識，演化以外任何關於物種起源或人類起源的學說，目前都不獲支持。絕大多數的科學社群和學術團體，都認為演化論是唯一能完全滿足在生物學、古生物學、分子生物學、遺傳學、人類學及其他各領域中所觀察到的現象的理論。一項在1991年所作的蓋洛普民調顯示，只有大約5%的科學家（包括生物學領域以外的其他科學家）認為自己是創造論者。截至目前為止，沒有任何反對演化論且經過科學方面同行審查的論文，名列科學與醫學期刊搜尋引擎PubMed當中。

遺傳學

基因是生物體遺傳的基本單位，基因對應一特定區域的DNA，以特定方式影響生物的某一部位或某一機能。從細菌到動物的所有生物體都有同様複製DNA，並依此產生蛋白質的能力。細胞將DNA的基因轉錄為對應的核糖核酸（RNA），然後核糖體將RNA轉譯為一串由胺基酸組成的蛋白質。由RNA轉換為胺基酸的遺傳密碼在大部份生物中是相同的，但有些生物仍有少許差異。例如若將人類對應胰島素的DNA放在植物中，也可以產生胰島素。

體內平衡

[[Image:ACTH Negative Feedback.svg|right|thumb|250px|許多內分泌系統中的荷爾蒙都是由負反饋系統所控制，例如腎上腺分泌的糖皮質激素就是如此。下視丘分泌促腎上腺皮質素釋放素(CRH)，CRH會使腦下垂體分泌促腎上腺皮質素(ACTH)，而ACTH會使腎上腺分泌糖皮質激素，如皮質醇。糖皮質激素不但會使身體有對應的反應外，也會使下視丘和腦下垂體的分泌減少，因此只要糖皮質激素已經到達一定的量，就不會再繼續分泌。

體內平衡：平衡是一個開放系統可以藉由許多彼此相關機制的動態平衡調整，使得其內在情形維持在穩定的狀態。所有的生物，不論是單細胞或是多細胞生物，都有體內平衡的機制。

一系統若要維持動態平衡，並且有效的進行調整，需要有能力偵測擾動，並且針對擾動進行回應。生物系統在偵測到擾動後，一般會利用負回授的方式回應。也就是藉由調整系統的條件，設法降低擾動的影響。就像若動物體內血糖濃度過低時，會釋放胰高血糖素增加血糖一様。