一般に、生物学は19世紀初頭から半ばにかけての近代科学と考えられていますが、古代に始まるさまざまな伝統、慣習、研究領域を利用したものでした。 従来の生物学史は、近代生物学に統合された2つの分野、すなわち医学と博物学を対象とするのが一般的であった。 医学の伝統は、コス（紀元前460年生まれ）のヒポクラテスをはじめとする古代ギリシャの医術者たちや、ペルガモン（130年頃〜200年）のガレンなど、初期の解剖学や生理学の理解に大きく貢献した人物の業績にさかのぼるものである。 博物学の伝統は、アリストテレス（紀元前384-322年）の業績にさかのぼる。 特に重要なのは『動物誌』をはじめとする自然主義的な傾向を示す著作である。 また、アリストテレスの弟子で、植物の理解に貢献したテオフラストス（紀元前287年没）の業績も重要である。 アリストテレスとテオフラストスは、それぞれ動物学と植物学に貢献しただけでなく、比較生物学、生態学、そして特に分類学（分類の科学）にも貢献しています。 医学は、ガレノスやアリストテレスの伝統を受け継ぐイスラムの学者によって特によく研究され、自然史はアリストテレスの哲学、特に生命の固定的な階層を支持することに大きく貢献しました。 プリニウスとして知られるローマの博物学者カイウス・プリニウス・セクンドゥス（23-79）も中世の自然史に大きな影響を与え、特に大全『博物誌』（後に事実誤認が多いことが判明）を著した。 中世の博物学に最も貢献したのは、間違いなくアルベルトゥス・マグヌス（1206-1280）であろう。彼の優れた植物学的研究、生理学や動物学の研究は高く評価されている。
動物は伝統的に多くの博物学者の関心を集めてきたが、中世の動物図鑑に大きく依存し、動物学は未発達のままであった。 一方、ルネサンス期から近世にかけて盛んになったのが植物学である。 植物はマテリア・メディカ（materia medica）と呼ばれ、薬効があるとされていたため、博物学だけでなく医学の分野でも重要視された（実際、両者に共通する初期の数少ない論点の1つであった）。 植物は薬効があるとされ、医学的にも注目された。 そのため、医学教育の中心地に庭園を作ることが一般的になり、医学部の教授がマテリアメディカの専門家として庭園の学芸員となることが非常に多くなった。 実際、近世の著名な分類学者であるアンドレア・チェザルピーノ（1519-1603）やカール・リンネ（1707-1778）は、ともに分類学の改革を行い、近代植物学の父と呼ばれているが、医師と植物学者を同時に兼任していたのである。
また、15世紀後半からの植民地設立に伴う探検航海も、分類学への関心と必要性を高め、自然史をかつてないほど発展させるきっかけとなった。 マドリード、パリ、ロンドンなど、植民地獲得に関連したヨーロッパの中心地では、探検家や旅行者が収集した自然の産物を利用するために、分類の必要性から、庭園や自然史博物館がつくられたのである。 クック船長は天文学者や芸術家だけでなく、ジョセフ・バンクス（1743-1820）のような植物学者も探検に参加し、科学的探検の新しい時代が幕を開けた。 ロンドンに戻ったバンクスは、英国王立研究所の設立に尽力し、キューガーデンや王立協会を発展させることにも貢献した。 植物学と医学が密接に関連する一方で、解剖学と生理学は別の軌跡をたどった。 ガレノスの次に解剖学の歴史に名を残すのは、ベルギーのアンドレアス・ヴェサリウス（1514-1564）である。 ヴェサリウスは、多くの解剖学者（例えばガレノスは豚やバーバリー猿などの動物の解剖に頼っていた）とは異なり、人体に関する知識を人間の死体の詳細な解剖から得ていた。 彼は、当時としては珍しく、自然の権威が古文書の権威を凌駕すると考えていた。 7巻からなる人体解剖図「De Humani Corporis Fabrica（人体の構造について）」は、骨格、筋肉、主要な臓器系を網羅したものである。 ルネサンス期を代表する芸術家たちによって巧みに描かれたこのアトラスは、解剖学のみならず、芸術作品としても評価された。 ヴェサリウスは、ガレノスとその多くの注釈者の信条に異議を唱えたが、それでもなお、心臓の中隔に孔があることや、子宮に「角」のある付属器（豚の子宮にはあるが人間の子宮にはない）など、ガレノスの解剖学の誤った定説を保持した。 ヴェサリウスの研究に続いて、バルトロメオ・エウスタキオ（1510-1574）やガブリエーレ・ファロッピオ（1523-1562）といった解剖学の専門家が登場する。 エウスタキオは耳の解剖学、ファロッピオは女性の生殖管の解剖学を専門とした。 16世紀には、生体の機能を具体的に扱う学問である生理学が盛んになり始めます。 この時代の代表的な動物生理学者は、ウィリアム・ハーヴェイ（1578-1657）である。 ハーヴェイは、さまざまな動物の解剖や生体解剖を数多く行い、血液が体内を循環しており、ガレノスの伝統にあるようなデノボ製造でないことを突き止めた。 ハーヴェイは、医学だけでなく、比較生理学や比較生物学にも影響を及ぼし、多様な動物系で実験を行った。 彼の実験と主要論文『生体における心臓と血液の運動に関する解剖学的論争』（1628年）は、仮説検証や実験という方法の最初の実証のひとつと考えられている。 ハーヴェイは、心臓のポンプ作用と機械的なポンプとの類似性を頻繁に指摘したが、身体が完全に機械論的原理に従うと考えることには抵抗があった。 ハーヴェイは、同時代のルネ・デカルト（1596-1650）が動物の身体の働きについて機械論的な理論を持っていたのとは異なり、後に「生命論的」と呼ばれる、機械的ではないある種の特殊な力が、生体の生命現象に関与していると主張しました。 生命は機械的な原理に従うとする考え方と、生命は非機械的な「生命原理」に依存し、何らかの形で「出現的特性」を獲得するとする考え方の間で、機構論と生命論の間で活発な議論が行われるようになったのである。 ルネサンス期には、機械論は解剖学や生理学の分野で支持者を得ましたが、中でもジョヴァンニ・ボレリ（1608-1679）は、動物の身体における筋肉の働きをレバーと滑車という観点から理解しようとしました。 初期の発生学者の中には、デカルトの信奉者として、発生も機械論的原理に従うと信じた者もいた。 前成説あるいは「emboitement」として知られるようになったもので、成熟しているが小型化した成体やホムンクルスの種が、成体の中に完全にそのまま埋め込まれていると考えられた（あたかも箱の中の箱に封じ込められたように、それゆえ「emboitement」と呼ばれるようになったのだ）。 この考え方の著名な提唱者には、マルチェロ・マルピーギ（1628-1694）やヤン・スワンメルダム（1637-1680）などがいる。 これは、アリストテレスが提唱した「エピジェネシス」という考え方と対照的である。これは、発生が最初は未分化な物質（通常は卵子）から始まり、受精後はエピジェネティックに決定された発生経路をたどるという考え方である。 この説の著名な支持者のひとりがピエール・ルイ・モーペルテュイ（1698-1759）で、彼は先体説では子孫が両方の親の特徴を持つ理由を説明できないと主張した。
17世紀から18世紀にかけて、発生学と発生に関する理論は、生命の起源に関する多くの理論とともに有性生殖に関する理論に重ねられたが、そのほとんどは自然発生という考えを支持するものだった。 この時期、生命が無生物から自然に生まれたとする「自然発生説」をめぐって論争が繰り広げられた。 生物は小川の泥、土、腐肉などの環境から増殖するという説は、古代から多くの学者によって支持されていた。 1651年に発表されたウィリアム・ハーヴェイの生殖に関する研究は、『動物の生成に関する小論』（Exercitationes de Generatione Animalium）として、自然発生に疑問を投げかけるようになる。 ハーヴェイは、すべての生命は有性生殖を行うと考え、有名な「Ex ovo omnia」（「すべては卵から生まれる」）という言葉で、その考えを端的に表現した。 1668年、イタリアの医師フランチェスコ・レディ（1626-1697）は、自然発生説をさらに否定する有名な実験を行った。 腐った肉に注意深く覆いをし、ハエが近づけないようにすることで、ウジが自然に発生しないことを示したのである。 1682年にネヘミア・グリュー（1641-1711）が植物の有性生殖を証明すると、生命の多くが有性生殖を特徴とするという考えはさらに強まった。 その後、1768年にイタリアの生理学者スパランツァーニ（1729-1799）が自然発生を否定する証拠を追加し、1779年には卵子と精子の有性機能について説明した。 このように、自然発生を否定する実験的証拠が積み重なっているにもかかわらず、自然発生に対する信仰は新たな展開を見せ続けていた。 1740年にはシャルル・ボネ（Charles Bonnet, 1720-1793）がアブラムシの単為生殖を発見し、1748年にはジョン・タービル・ニーダム（John Turberville Needham, 1731-1781）が密閉したフラスコの中に自然発生と思われる微生物を発見した（後にピエール=ルイ・モロー・ド・モープルテュが異議を申し立てている）。 このように、微生物の発見は、池の水などの自然環境から生物が自然に発生するという考え方を裏付けるものであった。 このように、17世紀から18世紀にかけては、生殖、生命の起源、発生・発達という全く異なる過程を区別することで、19世紀後半になって初めて解決されるような論争がいくつも起こったのである。 自然発生説は、1860 年にルイ・パスツール (Louis Pasteur, 1822-1895) の有名な「白鳥の首のフラスコ」実験によって、最終的に否定されました。 イギリスのロバート・フック（1635-1703）とオランダのアントニー・ファン・レーウェンフック（1632-1723）が独自に開発した顕微鏡は、それまで目に見えなかった、まったく想像もつかなかった生命の宇宙を明らかにしたのです。 フックは『ミクログラフィー』（1665年）で「細胞」と呼ぶ反復単位を初めて観察し、レーウェンフックは「アニマルキュール」と呼ぶ多様な運動性のある生物を観察した。 顕微鏡は細胞学的、微生物学的な探求を可能にした一方で、アリストテレスの「生命は自然の梯子（scala naturae）」に沿って組織されているという考えを打ち砕いた。なぜなら、新しく微細な動物の形態は、創造の梯子の上に容易に位置づけることができないからである。 また、自然発生説を後押しした。 イタリアの医学教授で教皇12世の専属医だったマルフィギ（1628-1694）は、アンドレア・チェザルピーノとウィリアム・ハーヴェイの研究を参考に、顕微鏡の使用と解剖学への応用の先駆者として、さまざまな動物（特に昆虫）の循環系と呼吸系を研究している。 彼は、多様な生物における脳、肺、腎臓などの主要な器官群を最初に研究した一人である
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