二十世纪生物学研究的主流是分子生物学, 而二十一世纪以系统生物学为主流。系统生物学研究一个生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成以及在特定条件下这些组分间的相互关系，并分析生物系统在一定时间内的动力学。与传统生物学不同，系统生物学不是分析单个组成部分或者生物体的某一方面，而是研究所有的组成及它们之间的相互作用关系，比如：免疫系统不是单个基因作用的结果，而是大量的基因，蛋白质，组织相互作用产生免疫相应来对抗外界的感染和疾病。
    在系统生物学研究中，首先要对所研究的对象进行建模，然后进行模拟或者进行经典的代谢控制分析、敏感性分析、稳态分析、流平衡分析等分析。系统生物学是典型的多学科交叉，它的研究工具主要包括：数学、计算机、动力系统、信息学、控制论、物理等等。