目前，普遍认为现代生命科学系统的建立开始于16世纪。他的基本特征是人们对生命现象的研究牢固地植根于观察和实验的基础上，以生命为对象的生物分支学科相继建立，逐渐形成一个庞大的生命科学体系。现代生命科学可以说是从形态学创立开始的。1543年比利时医生维萨里（Andreas Vesalius 1514~1564）的名著《人体的结构》发表不仅标志着解剖学的建立，并直接推动了以血液循环研究为先导的生理分支学科的形成，其标志是1628年，英国医生哈维（William Harvey 1578～1657）发表了他的名著《心血循环论》。解剖学和生理学的建立为人们对生命现象的全面研究奠定了基础。
18世纪以后，随着自然科学全面蓬勃地发展，生命科学业进入它的辉煌发展阶段。生命科学重要得分支相继建立，其中以细胞学、进化论和遗传学为主要代表，构成了现代生命科学的基石。
1665年，胡克（Robert Hooke，1636～1702）在他的《显微图谱》中第一次使用“细胞”一词（cell）。
现在一般认为细胞学创立于19世纪30年代，是由施莱登（Matthias Jacob Schleiden， 1804～1881）、施旺（Theodor Schwann，1810～1882）以及稍后的数位生物学家共同完成的。他们奠定了细胞是独立的生命单位、新细胞只能通过老细胞分裂繁殖产生，一切生物都是有细胞组成和由细胞发育而来的细胞学说的基本内容。
林耐因他对现代生物分类系统建立的卓越贡献成为有史以来最伟大的生物分类学家千姿百态的生物物种被科学的归纳在界、门、纲、目、科、属、种的秩序里。林耐生物分类系统建立的更重要的意思还在于他直接的诱发了生物进化理论。在林耐当初建立生物分类体系时，企图表达的是精确地显现上帝造物的构思和成就。但是事与愿违，林耐生物分类系统中体现的各生物物种的相关性和物种由简单到复杂的“秩序”排列强烈的安是了生物的进化现象。在马耶（Benoit 的 Mailler，1656～1738）、布丰（Comte de Lamarck 1744~1829）拉马克（Chavalier de Lamarck 1744～1829）等人工作的基础上，1859年，达尔文（Charless Darwin，1809～1882）的《物种起源》发表。
19世纪前后，生命科学的重大成就还包括其他一些重要的发现和分支学科的建立。解剖学和细胞学促使人们对生物发育现象的研究获得了长足的进步，并由此建立了实验胚胎学。胚胎学实现了对各种代表生物的形态发育过程的组织学和细胞学的研究，绘制了有史以来最精美的生物学图谱。魏斯曼（August Weismann,1839~1914）关于生物发育的种质学说推动了遗传学的建立。
1856年，现代遗传学创始人孟德尔（Gregor Mendel，1822～1884）在“布隆自然历史学会”上宣读了自己的豌豆杂交实验结果，遗憾的是其工作的价值被满摸了30多年。直到20世纪初，当孟德尔发现的生物遗传规律被几个人几乎同时再次试验证实时，才引起了人们的注意。为遗传学作出重大贡献的另一位伟大的遗传学家是摩尔根（Thomas Hunt Morgen，1866～1945）。202世纪10～20年代他用果蝇为实验材料确立了以孟德尔和摩尔根的名字共同命名的景点遗传学的分离、连锁和交换三大定律，并因此而荣获了1933年的诺贝尔奖。遗传学科学的解释了生物的遗传现象，将细胞学发现的染色体结构和进化论解释的生物进化现象联系起来，指出了遗传物质定位在染色体上而推动了DNA双螺旋结构合中心法则的发现，为分子生物学的建立奠定了基础。
在19世纪中，法国科学家巴斯德（Louis Paster，1822～1895）创立了微生物学。微生物学直接导致了医学疫苗的发明和免疫学的建立，推动了生物化学的进展，并为分子生物学的出现准备了条件。生物化学的辉煌发展出现在20世纪的前叶到中叶，围绕能量和生物大分子物质代谢的研究，发现了生物以三磷酸循环卫枢纽的有着复杂超循环结构的代谢途径，和以电子传递和氧化磷酸化为中心的生物能量获取、利用的基本方式。
分子生物学的建立是生命科学进入20世纪最伟大的成就。遗传学的研究预示了生物遗传载体分子的存在，而DNA双螺旋结构的发现（J.D.Watson,F.Crick,1953）直接导致了对生物DNA－RNA－蛋白质中心法则（central dogma）的揭示。人们因此探索到了生命运作的基础框架和生物世代更替的联系方式。从此，以基因组成、基因表达和遗传控制为核心的分子生物学的思想和研究方法迅速的深入到生命科学的各个领域，极大地推动了生命科学的发展。
