生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，涵盖了生物的生长、繁殖、适应环境等诸多方面。生物具有多种特征，如动物摄食体现生物的新陈代谢，植物通过光合作用制造有机物显示其自养特性。生物能进行呼吸，如鲸鱼呼气时产生的水柱，植物通过气孔进行气体交换，这些都是生物体进行能量转换的表现。生物还能排除体内废物，如人排汗、呼出气体和排尿，植物落叶，这些都体现了生物的排泄功能。生物还能对外界刺激做出反应，如动物追逐猎物，含羞草叶片的闭合，这些是生物的应激性。大多数生物能繁殖后代，植物产生种子，动物则产卵或直接生育幼崽。除了病毒之外，所有生物都是由细胞构成的。
在科学研究中，当调查范围过大时，通常采用抽样调查的方法，选取一部分对象作为样本。生物可以根据不同的分类标准进行划分，依据形态结构特点，生物可以分为植物、动物和其他生物三类；按照生活环境，可以将生物分为陆生生物和水生生物；按用途，可将生物分为作物、家禽、家畜和宠物等。
生物圈是地球上生物实际生存的一层薄壳，包括大气圈、水圈和岩石圈。大气圈主要由氮气、氧气、二氧化碳等气体组成，为生物提供了呼吸所需的氧气。水圈包含了地球上的全部水体，包括河流、湖泊、海洋等。岩石圈是地球表面的固态部分，大部分覆盖着土壤，为陆生生物提供生存的基础。
生物的生存需要基本条件，包括阳光、水分、空气、适宜的温度以及养分。动物通过食物获取养分，而植物则通过光合作用吸收无机盐。环境因素对生物的生活产生影响，分为非生物因素（如光、温度、水分）和生物因素。探究活动通常始于发现问题，并经历提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流等步骤。实验结束后，对实验动物要妥善处理。
对比试验是控制单一变量，研究其对实验对象影响的方法。例如，在研究光对鼠妇生活影响的实验中，要保证湿度、温度等条件相同，光照是唯一的变量。生物间的关系复杂多样，常见的有捕食关系（如七星瓢虫与蚜虫）、竞争关系（如水稻与杂草）和合作关系（如蚂蚁群）。生物与环境相互作用，生物既能适应环境，也能影响环境。
生态系统是由一定区域内生物和其非生物环境构成的统一整体。在这个系统中，植物是生产者，能够通过光合作用制造有机物；动物是消费者，依赖植物或其他动物为食；细菌和真菌是分解者，将有机物分解为无机物。此外，生态系统还包括非生物成分，如阳光、空气和水。生产者和消费者之间的关系构成了食物链，多条食物链交织形成食物网。生态系统中的能量流动和物质循环沿着食物链和食物网进行。
生态系统具有自我调节能力，保持相对稳定，但这种调节能力有限，超出一定范围就会导致生态系统的破坏。生物体内的有毒物质可以通过食物链不断积累，形成生物富集现象，最高营养级的生物体内毒素积累最多。生物圈包括森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、湿地生态系统、农田生态系统和城市生态系统等多种类型。生物圈作为一个整体，是地球上最大的生态系统，也是所有生物共同的家园。
