Biyoloji ilkeleriyle ilgili bazı bilgilerin Tarihöncesi'nde ortaya çıkmış olduğunu arkeoloji buluntuları ortaya koymuştur. Cilalıtaş Devri'nde, çeşitli insan toplulukları tarımı ve bitkilerin tıp alanında kullanımını geliştirmişler, sözgelimi eski Mısırlılar, bazı otları ilaç olarak ve ölülerin mumyalanmasında kullanmışlardır.
Bununla birlikte bir bilim dalı olarak biyolojinin ilk gelişmeleri, ancak eski Yunan döneminde ortaya çıkmıştır. Tıbbın kurucusu sayılan Hippokrates, tıbbın ayrı bir bölüm olarak gelişmesine büyük katkıda bulunmuşsa da, biyolojinin temel gereçleri olarak gözlem ve çözümlemeyi kurumlaştıran, Eflatun'un öğrencisi Aristoteles'tir. Aristoteles'in özellikle üremeye ilişkin gözlemleri ve bir sınıflandırma sistemiyle ilgili görüşleri önemlidir.
Biyoloji incelemelerinde öncülük daha sonra Roma'ya, ve İskenderiye'ye geçmiş, İ.Ö. II. yy. ile İ.S. II. yy'a kadar incelemeler özelikle tarım ve tıp çevresinde odaklanmıştır. Ortaçağ'daysa, biyoloji incelemesinde islâm bilginleri öne geçmişler ve eski Yunan metinlerinden öğrendikleri bilgileri geliştirerek, özellikle tıp bilimine büyük katkıda bulunmuşlardır.
Rönesans'la birlikte Avrupa'da, özellikle de İtalya, Fransa ve İspanya'da biyoloji araştırmaları hızla gelişmiş, XV. ve XVI. yy'larda Leonardo da Vinci ve Micheangelo, güzel sanatlarda kusursuzluğa erişme çabaları içinde, son derece usta birer anatomi bilgini haline gelmişlerdir. Bu arada, Andreas Vesalius, öğretim gereci olarak ölülerin kesilip incelenmesinden (teşrih) yararlanma uygulamasını başlatmış (Fabrica adlı yapıtının 1543'teki basımında ve 1552'deki ikinci basımında ayrıntılı anatomi çizimlerine yer vermiştir), XVII. yy'da VVİlliam Harvvey insanda dolaşım sistemine ilişkin çalışmalarıyla deneysel yöntemi ve memeliler fizyolojisini başlatmıştır.
