希腊时期是自然科学的萌芽阶段，那时的生物学是属于自然哲学的一部分。公元前600年前后，希腊哲学家相信万事必有原因，而且特定的原因产生特定的效果。这些哲学家还设想存在一种统治宇宙的“自然法则”，认为这种自然法则通过人们的观察与推论是可以理解的。这种因果关系和理性思人类的本性（油画）想的概念对以后的科学研究有深刻的影响。希腊哲学家阿那克西曼德认为世界万物产生于一种没有固定形态和性质的物质，称为“无定限”，由此产生热与冷、形成水，再形成土、空气和火。他们提出生命是在泥土内自然发生的，最初产生动物和植物，以后产生人；最初的人像鱼，生活在水中，以后脱去鱼的外皮，到陆地上生活。
恩培多克勒认为物质的“根源”或“元素”是土、水、气和火。这4种元素受吸引力与排斥力的影响，按不同比例结合，形成各种类型的物质。他第一个描述了内耳迷路，他把眼睛比作灯，认为血液是智慧的所在地。希波克拉底等人代表一个讲究实际的理性医疗学派，他们把病因与神鬼分开。详细地观察记录病症，并采用适当的治疗方法，开辟了走向近代临床医学的道路。
希波克拉底的女婿波利布斯在《人类的本性》一书中提出所有生物都由4种体液即血液、黑胆汁、粘液与黄胆汁构成，它们分别起源于心脏、脾脏、脑与肝脏，如果某种液体失调就会生病。