Biologie is de natuurwetenschap die levende wezens en daarmee samenhangende verschijnselen bestudeert. Kenmerkend voor levende wezens is de combinatie van stofwisseling, gevoeligheid voor prikkels, het vermogen een eigen constant inwendig milieu te handhaven en vermeerdering. Deze eigenschappen resulteren in de instandhouding van het organisme en van de soort waartoe het behoort.
De veelvuldig geciteerde uitspraak van Theodosius Dobzhansky "Niets in de biologie heeft betekenis behalve in het licht van de evolutie" geeft aan hoe belangrijk de evolutietheorie is als basis voor de biologie. Een ander verbindend element in de biologie is de celtheorie: al het leven bestaat uit levende cellen. En ten slotte gaat de biologie er praktisch van uit dat leven het resultaat is van chemische en fysische processen; de hedendaagse biologie benadert het leven op een materialistische wijze volgens de wetenschappelijke methode. Dit uitgangspunt en genoemde basale theorieën vormen samen al geruime tijd de grondslag van de biologie.
Het feit dat biologie een natuurwetenschap is, maakt dat experimentele en kwantitatieve benaderingen en causale verklaringen overheersen.
Pauwen zijn middelgrote hoendervogels met mooie kleuren. Ze vallen binnen de grote familie van de fazantvogels (Phasianidae) op door hun gekleurde verenkleed en de grote sierveren van de mannetjes. In tegenstelling tot de schitterende verschijning van het mannetje is het wijfje van de blauwe pauw onopvallend gekleurd. Bij de groene pauw is het onderscheid tussen de beide seksen kleiner. De pauw is waarschijnlijk de oudst bekende siervogel. Ruim 4000 jaar geleden bereikte hij via Mesopotamië Europa. Oorspronkelijk werden ze vanwege hun schoonheid in parken en tuinen gehouden, maar al gauw werd gebraden pauw een culinair statussymbool.
De evolutietheorie is een essentiële theorie binnen de biologie. Deze werd in 1859 gepubliceerd in het boek On the Origin of Species door Charles Darwin. De theorie is sindsdien uitgebreid met inzichten uit de genetica en deze uitbreiding staat ook bekend als de moderne synthese of het neodarwinisme.
Hoe het leven is ontstaan is nog niet precies bekend. In de biologie is de evolutietheorie richtinggevend voor het verklaren van de ontwikkeling van het leven tot de huidige levensvormen. Ook de stap naar de eerste primitieve levensvormen, het ontstaan van het leven, wordt als een natuurlijke proces gezien waarbij niet-levende materie, zoals eenvoudige organische verbindingen de basis vormde. Er zijn diverse experimenten verricht die deze theorie ondersteunen. Buiten de biologie bestaan overigens geheel andere verklaringswijzen.
De biochemie en moleculaire biologie bestuderen de eigenschappen van chemische stoffen (biomoleculen en mineralen) die in organismen voorkomen, de manier waarop deze stoffen in het organisme worden geproduceerd, hoe de productie wordt gereguleerd, etcetera. Een belangrijk hoogtepunt was de ontrafeling van de moleculaire structuur van DNA in 1959 door Francis Crick en James Watson. De biotechnologie is technologie die gebruikmaakt van de opgedane, biologische kennis.
De genetica onderzoekt hoe eigenschappen van organismen van de verschillende soorten overerven. De eerste experimentele resultaten werden in 1865 gepubliceerd door Gregor Mendel, de zogenaamde wetten van Mendel.
De taxonomie is de wetenschap van het vinden, beschrijven en indelen van organismen. De eenheid is het taxon, oftewel de taxonomische groep, een groep organismen waarvan taxonomen vinden dat zij bij elkaar horen. Taxa kunnen een naam krijgen. Een belangrijke persoon in de taxonomie is Carl Linnaeus die de binomiale nomenclatuur introduceerde. Sinds de publicatie van de evolutietheorie wordt taxonomische indeling geacht de veronderstelde afstamming te weerspiegelen.
De ecologie houdt zich bezig met de relaties tussen soorten onderling en met hun omgeving. Deze biologische vakwetenschap probeert te beschrijven hoe, en te verklaren waardoor soorten voorkomen waar ze voorkomen, hoe ze met elkaar concurreren, hoe er een natuurlijk evenwicht ontstaat. Ecologie bestudeert ook welke invloed het handelen van de mens heeft. In de populatiebiologie worden mathematische modellen gemaakt van bijvoorbeeld predator-prooi relaties.
De vegetatiekunde richt zich op de relatie tussen plantensoorten en hun omgeving en plantensoorten onderling. Een belangrijk deel van de vegetatiekunde is de plantensociologie. Hierin worden planten van verschillende soorten binnen een ecosysteem als een gemeenschap gezien. Deze associaties, een specifieke samenstelling van verschillende soorten, kunnen onderzoekers iets vertellen over de eigenschappen van het landschap waarin deze vegetatie groeit.
De ethologie bestudeert het gedrag van dieren. Systematisch onderzoek op dit gebied begon rond 1950 met Karl von Frisch (bijen), Konrad Lorenz (ganzen) en Niko Tinbergen (graafwespen). De ethologie maakt gebruik van objectieve beschrijvingen van gedrag en probeert niet in te voelen wat er in een dier om gaat. In 1975 publiceerde Edward Osborne Wilson een boek waarin hij de sociobiologie introduceerde. Hij zetten daarin sociaal gedrag in het perspectief van de evolutie.
Biologisch gezien is de mens een diersoort en veel biologische theorieën zijn van toepassing op de mens. In 2003 werden overblijfselen van een mensensoort gevonden op een Indonesisch eiland, zie Homo floresiensis. Veel biologisch onderzoek vindt plaats ten dienste van de gezondheid van de mens. Dergelijk onderzoek grenst aan geneeskunde.
Biologisch onderzoek is op verschillende manieren verbonden met de samenleving, bijvoorbeeld als het gaat om natuurbescherming en landbouw, maar ook bij gezondheid, zoals de preventie van epidemieën, en voedsel.