生命科学 是指生物学及其相关的广泛领域，它是自然科学的一个部门，研究包括从最简单的生命体(如病毒)到最复杂的生命体(如人类)的各种动物、植物和微生物的生命现象，生命物质的结构和功能，它们各自发生和发展的规律，以及生物间、生物与环境间的相互关系等。其最终目的在于阐明生命的本质，
有效地控制，能动地改造和利用生命活动。生命科学与物理学、化学、数学的交叉渗透，计算机和大量新技术的广泛应用，已使当代生命科学的面貌发生了极大的变化。科学家宣称，21世纪将是生命科学的世纪。这是因为：
1) 生命科学与工程技术结合，生物技术将成为21世纪的高新技术与支柱产业。例如,药品、疫苗、基因农业、生物工程、环境保护...
2) 生命科学与材料科学交叉，生物材料得到广泛应用。 如
天然生物材料：生物钢（蛛丝纤维）、生物胶粘剂、防污涂料…
生物医用材料：人工血管、磁性纳米表面敷料，…
仿生智能材料：变色玻璃、形状记忆合金，…
组织工程材料：人工器官,…
3) 现代仿生学通过探索和模拟生物系统机体奥秘推动科学技术的发展。信息仿生：电子蛙眼、电子鸽眼、电子鼻、水母耳…
控制仿生：回声定位、新型导航、人-机合作…
拟态仿生：迷彩伪装、隐身技术…
建筑仿生：薄壳建筑、舱体建筑、仿生态建筑…
化学仿生：合成药物、合成橡胶、人工酶、人工膜…
整体仿生：机器人…
4) 生物传感器成为科技发展的新热点。
5) 生物能源的开发利用提上日程。
绿色石油：巨藻，油楠，桉树，宽叶香蒲…沼气，酒精 ...
6) 海洋生物工程的研究向深层次发展。
7) 生命科学在维持地球生态平衡，实现社会可持续发展中起关键作用。
20世纪50年代DNA双螺旋结构的发现，以及随后遗传信息传递的中心法则的确定，重组DNA技术的建立，分子生物学和遗传学的概念和技术已渗透到生命科学的各个分支学科中。当代生命科学的特点是：由于学科交叉的结果，生命科学的发展极为迅速，传统的学科界限正在消失，而新的分支学科或生长点又在不断产生。例如，由于人类基因组和其他生物基因组研究而产生的基因化学，由利用分子生物学手段研究生物系统和进化而产生的分子系统学等。同时，生命科学又与人类的日常生活密切相关，它直接关系到人类自身及其生存环境的维护，如人口控制、疾病的预防和治疗、农产品的生产、生物多样性和环境的保护等。由于生命科学是当代医学和农学的重要基础，在很多研究领域，基础研究和应用研究之间的距离正在缩短。
从生物科学与物理科学的发展历史来看，生物学为物理学启示了能量守恒定律，物理学向生物学提供了各种研究手段。
生命科学的研究对象是形形色色的生物体及其复杂的生命活动规律。生命科学的研究范围很广，从我们肉眼看不到的病毒到海洋里的庞然大物蓝鲸，也包括我们人类自己。与生物的多样性一样，生命科学的分支学科也是多种多样的。
根据研究对象的不同，生物学可分为动物学、植物学和微生物学。它们分别研究动物、植物或微生物的形式、分类、生理、生态、分布、遗传、进化及其与人类的关系。
根据研究内容的特点不同，生物学又可分为分类学、形态学、胚胎学、古生物学、遗传学、生态学、生物化学、生物物理学，等等。
从生物体结构水平来划分，生物学则可分为分子生物学、细胞学、组织学、器官生物学、个体生物学、群体生物学等。
此外，随着人类活动范围的不断扩大，又相继发展出宇宙生物学、辐射生物学、深海生物学以及研究环境保护的生物科学。
生物物理学是应用物理学的概念和方法来研究生物各层次结构与功能的关系，生命活动的物理、物理化学过程，和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在：宏观上阐明生物系统在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的转换关系；微观上研究生物大分子及大分子复合体的结构、运动和功能。
DNA分子的双螺旋结构
早在17世纪，人们就将物理规律应用于生物系统，例如，托马斯·扬利用光的波动学说、色觉理论，研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用；亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统等等。随着电子显微镜和X射线衍射技术的普遍应用，我们得到了生物超微结构的更多信息。阿斯特伯里用X射线衍射技术研究毛发、丝和羊毛纤维结构等，发现了由氨基酸残基链形成的蛋白质主链构象；二十世纪五十年代，物理学家克里克和生物学家沃森合作，通过对DNA晶体的X光衍射照片的分析，推导出DNA分子的三维构象---双螺旋结构。这是物理方法应用于生命科学的最成功的一个例子，通常看作是生物物理开始作为一门学科的标志。也是分子生物学的开端。
除了X射线衍射技术外还有许多有效的方法来研究生物系统，如荧光标记和荧光猝灭方法，用于在溶液状态下测量分子的构象，还能动态地显出构象的改变，是目前广泛使用的方法之一。在八十年代末出现的多维核磁共振方法能够方便快速的测出溶液中大分子的构象，数据适合计算机处理。九十年代末出现了多维NMR的新算法，使该方法能测量的分子量的上限有数量级的突破，使NMR的应用前景更为广阔。
1943年薛定谔在他的讲演“生命是什么”中用热力学和量子力学理论解释生命的本质引进了“负熵”概念，试图从一些新的途径来说明有机体的物质结构、生命活动的维持和延续、生物的遗传与变异等问题；威纳认为生物的控制过程，包含着信息的接收、变换、贮存和处理。他们认为既然生命物质是物质世界的一个组成部分，那么既有它的特殊运动规律，也应该遵循物质运动的共同的一般规律。这就沟通了生物学和物理学两个领域。
绿叶的光合作用
生物物理学是研究活物质的物理学。尽管生命是自然界的高级运动形式，也仍然是自然界三个量(质量、能量和信息)综合运动的表现。对活跃在生物体内的基本粒子的研究，也是探索生命活动的物理及物理化学过程的一个主体部分。生物都是含水的，研究水溶液中电子的行为，对了解生命活动的理化过程极为重要。人们已经发现了生物的质子态、质子非定域化和质子隧道效应等现象，因此需进一步开展量子生物学的研究，探索这些基本粒子在活体内的行为。
光合作用中叶绿素最初吸收光子只在一千万亿分之一秒瞬间完成，视觉过程和高能电离辐射最初始的能量吸收也都是瞬间完成的，这些能量在生物体内最初的去向和行为，从吸收到物理化学过程的出现，究竟发生了什么物理作用，这是目前尚未解开的问题。 生物物理学的三大分支学科是：
生物力学 生物力能学 生物声学
生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题进行定量研究的生物物理学分支，它的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律，并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题。依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。
生物固体力学是利用材料力学、弹塑性理论、断裂力学的基本理论和方法，研究生物组织和器官中与之相关的力学问题。在近似分析中，人与动物骨头的压缩、拉伸、断裂的强度理论及其状态参数都可应用材料力学的标准公式。
生物流体力学是研究生物心血管系统、消化呼吸系统、泌尿系统、内分泌以及游泳、飞行等与水动力学、空气动力学、边界层理论和流变学有关的力学问题。人体内血液的流动大都属于层流，在血液流动很快或血管很粗的部位容易产生湍流。在主动脉中，以峰值速度运动的血液勉强处于层流状态，但在许多情况下会转变成湍流。尿道中的尿流往往是湍流。而通过毛细血管壁的物质交换则是一种渗流。对于血液流动这样的内流，因心脏的搏动血液流动具有波动性，又因血管富有弹性故流动边界呈不固定型。因此，体内血液的流动状态是比较复杂的。对于外流，流体力学的知识也用于动物游泳的研究。如鱼的体型呈流线型，且易挠曲，可通过兴波自我推进。水洞实验表明，在鱼游动时的流体边界层内，速度梯度很大
，因而克服流体的粘性阻力的功率也大。
此外，空气动力学的原理与方法常用来研究动物的飞行。飞机和飞行动物的飞行功率由两部分组成：零升力功率和诱导功率。前者用来克服边界层内的空气粘性阻力；后者用来向下加速空气，以提供大小等于飞机或飞行动物重量的升力。鸟在空中可以通过前后拍翅来调节滑翔角度，这与滑翔机襟翼调节的作用一样。当鸟类以一种V字型方式飞行的时候，可以通过追踪头鸟的尾迹节省能量；肌肉在飞行时所需的力量将随着体重以特定的速率增加。
在人体运动中，应用层动学和动力学的基本原理、方程去分析计算运动员跑、跳、投掷等多种运动项目的极限能力，其结果与奥林匹克运动会的记录非常相近。在创伤生物力学方面，以动力学的观点应用有限元法，计算头部和颈部受冲击时的频率响应并建立创伤模型，从而改进头部和颈部的防护并可加快创伤的治疗。
生物力能学是生物物理学的分支学科。它是研究生命过程中的能量在不同形式间的转变，及其数量变化，也称为生物能力学或生物能学。有机体以及具有生物学活性的大分子，对于能量的吸收、储存、转移、转化、利用及其损伤作用基本规律的研究，就组成为生物力能学的基本内容。
自然界所发生的一切运动，都伴随着能量的变化，生命过程也不例外。有机体生活在一定的环境之中，它
必须不断地从外界获得能量，才能维持生命和进行必要的生命过程，这是能量的吸收，把从外界所吸收的能量转变成为适于在体内储存的能量形式，这是能量的储存。在合适的条件下，被吸收的能量将在体内转移到需要能量来启动某种反应的部位，例如，蛋白质所吸收的光能往往可以在整个蛋白质中转移，使其最终效应常表现为某一个或几个化学键的断裂。这种过程是能量的转移。
被吸收或被转移的能量在生命过程中经常发生能量形式的变换，例如，肌肉收缩时，高能磷酸键的化学能转变为机械能而做功；光合作用中光能转变为化学能；视觉过程中光能转变为电能而产生视觉，这些都是能量的转化和利用。机体在其长期进化过程中所形成的组织与器官对外界能量有一定的适应范围，在受到超出这一范围的能量作用时往往使机体受到损伤。例如强烈日晒或大剂量高能辐射的作用可能引起各种疾病，这是能量对机体的损伤作用。
生物力能学的研究可以从两个不同的角度进行，即宏观的角度和微观的角度。宏观的生物力能学从整个体系的能量形式和变化进行研究，而不追究体系本身结构的变化细节。所谓体系既可以指群体和个体，也可以指参与反应的一组分子。
宏观生物力能学也称为生物热力学，它广泛应用了物理学中的热力学理论，首先是经典热力学的基本定律，并用热力学参数来表达数量关系。经典热力学定律只适用于孤立体系，而生命体系是一个开放体系，生命过程是一个和外界环境不断进行物质与能量交换的不可逆过程。近年来不可逆过程热力学研究不断发展，热力学在生物学中的应用大大扩展。例如，经典热力学难以解释的"主动转运"过程(离子在细胞膜内外对抗浓度梯度的运动)，用不可逆过程热力学就能作出较好的说明。最新的"耗散结构"理论进一步推动了这方面的进展。耗散理论认为：远离平衡态的系统，同样可以是稳定的。这种状态的维持，需要不断有物质与能量的供应，这种状态可以有一定的空间结构，在时间上有一定的运动秩序。而这些正是生命现象的重要特征。
微观的生物力能学把能量状态及变化和分子的结构与运动结合在一起，具体研究能量从吸收到利用的全过程。这就使微观生物力能学实际上成为分子生物物理学的一个组成部分。它在研究中广泛应用量子论和量子力学的方法，又使其和量子生物学紧密联系。微观生物力能学是当前生物力能学的主要发展方向，其主要内容可归纳为：生物分子的电子结构研究；能量转移理论的研究，这类研究对于弄清一个具体体系中的能量传递过程具有重要意义；瞬时活性物质的研究；结构与能量关系的研究，与生物膜相联的能量转换作用是当前生物物理研究中最受注意的一个问题；损伤与修复机制的研究等等。
生物声学是研究能发声和有听觉动物的发声机制、声信号特征、声接收、加工和识别，动物声通信与动物声纳系统，以及各种动物的声行为的生物物理学分支学科，它是生物学、声学、语言学、医学、化学等多学科相互渗透的产物。随着科学技术的迅速发展，录音机、语图仪和计算机的出现大大加强了对声音的录放和分析技术，使对动物声的研究进入了新的历史阶段。与此同时，由于声谱技术的扩展，特别是超声技术和超声医学的发展，使生物声学的内容大大超出了早期的正统研究范围，开始对超声在生物体系的各个层次上(生物大分子、细胞及生物组织)的传播和相互作用规律进行了大量的研究，使生物声学在更广泛的意义上与生命科学联系起来。
声音是
动物之间互相联系和交往的一种重要的方式，生物声学主要研究同一种群内动物声的识别和交往功能，不同种群的动物声的区别和隔离功能，以及动物声在种群和群落的形成和进化过程中的作用等；还研究动物的声发生和声接收器官，及其工作机制，即动物声交往的生理基础和它们与动物形态学的关系。许多动物的发声器官是声带，但有的却不是用声带产生动物声，如蚱蜢用后腿摩擦发声、蝉用腹下薄膜发声、鱼可用鳔发声、海豚主要靠鼻道发声等。
同样，动物接受声波的听觉器官也各不相同。如蚱蜢微小的听觉器官生在腹部；纺织娘靠前脚上一个肉眼看不到的微型薄膜感受声波；蟑螂是用尾须接收声波；雄蚊头上两根触角上的刚毛则对雌蚊翅膀的扇动声特别敏感；大多数鱼的听觉器官便是体侧的侧线，在这些侧线中含有听觉神经末梢以受纳声波；蛇的听觉极弱，主要通过腹部感受周围环境的动静等等。蝙蝠必须几乎连续不停地发出声波，以便借助声纳来察知周围所有的物体。它们可以在飞行时准确地发现小昆虫，并象有导向装置一样准确无误地向喜欢的目标快速前进。有这种高超的系统来代替眼睛的扫视，它们必定是生活在一个常伴有工业声、机器声的蝙蝠的超声世界里。然而，它们也彼此交流，也发出咔嗒声和高调的问候。另外，有人还听见，它们在树林深处倒挂身体休息时，还发出一种奇异的、孤凄的、清脆如铃的可爱声音。海豚也有极强的超声定位本领，而且还发现海豚在相互交往时使用七种不同的发声并以长短不同的间歇相组合。
声波作用于生物体对其产生某种影响称为声波的生物效应。大量试验表明，用一定频率和剂量的声波处理蔬菜、谷物、中草药及树木的种子常常可获得明显的增产效果。
安装在机场的音频驱鸟器就是生物声学的一个实际运用。音频驱鸟器由特种驱鸟喇叭、功率放大器和软件组成，功率达到200W，能长期在野外工作，具有全天候的功能，能发出各种令鸟害怕和不适的强大声响，向360度全方位辐射，有效半径100米，能沿跑道布置，每200米一个，形成一条安全"廊道"。其它的应用还有仿照水母耳做成的台风警报器可提前15小时准确地预报台风的方位和强度；仿照蝙蝠的声系统制成的声呐"眼镜"可以帮助盲人辨认出面前的电线杆、台阶以及草地中的羊肠小道等等。
我们生存的地球，是一个丰富多彩的生命世界。从陆地到海洋，从高山到河流，从赤道到两极，到处都有生命的踪迹。目前，全球共有100多万种动物，30多万种植物，十几万种微生物。与非生物相比，生命现象最本质的特点就是具有自我复制、遗传和进化的的特征。一个细胞分裂微两个完全相同的细胞，按照自己的模样复制出相同的"产品"，把自己的特性遗传给下一代。个体的形态发育是精确的，严密的，外界因素或条件能够阻碍生物结构的发育，但不能支配它、阻碍它，也不能预先给出这个生命的组织图式。这叫做形态发育的自主性和自发性。生命还具有把自身结构的大量信息原封不动地传给下一代的能力，即遗传不变性。当然，这种不变性并非绝对，从世代交替的长期历史来看，生命是进化的，从简单的原始生命发展到现代地球上几百万种不同形式的生命。
生物体所表现出的基本特征，可以简单地归结为以下几点：
(1) 除病毒等少数种类外，生物体都是由细胞组成的；
(2) 生物体都有新陈代谢作用；
(3) 生物体都有生长现象；
(4) 生物体都有应急性；
(5) 生物体都能生殖发育；
(6) 生物体都有遗传和变异的特性；
(7) 生物体都能适应一定的环境，也能影响环境。
生物体所具有的种种特征，归根到底，是生物体内含有核酸(DNA、RNA)和蛋白质。
核酸呈酸性，最初是从细胞核中发现的，所以称为核酸。核酸是极其重要的生物大分子，是遗传信息的携带者和传递者。它分为脱氧核糖核酸(简称NDA)和核糖核酸(简称RNA)两大类。所有生物体都含有这两类核酸。
蛋白质在生物界普遍存在，它是组成生命的主要物质基础，是生命功能的执行者，即所有的生命现象都与蛋白质有直接或间接的关系。即使像病毒、类病毒那样以核酸为主体的生物，也必须在寄生的活细胞蛋白的作用下才有生命现象。
生物具有高度复杂性和高度有序性。生命世界按照元素、分子、细胞器、细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈等多个层次组织起来，构成严密的统一整体。现代生物学以分子生物学为代表在多个层次展开，研究生命的本质、生物发生发展的一般规律。
