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世紀中葉貝塔朗菲定義“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。
生物系統論和實驗、計算與工程方法整合的生物系統研究，涉及納米技術、生物計算和轉基因技術的綜合，包括分子系統、細胞系統、器官系統和生態系統等層次生物系統的生態學、生理學、遺傳學等及其醫學、工程應用研究。
