自然发生说开始没落，同时兴起，而遗传的机制仍处于神秘状态。20世纪初，对孟德尔的作品的重新发现带来了托马斯·亨特·摩尔根和他的学生们的遗传学的快速发展。到了1930年代，群体遗传学和自然选择相结合形成「新达尔文主义」。新的学科得到了快速发展，特别是在沃森和克里克提出DNA的结构之后。随着分子生物学的中心法则的建立和遗传密码的破译，生物学被明显地分为有机体生物学（"organismal biology"）——主要研究生物体及所在的群体—和细胞生物学及分子生物学所在领域。到20世纪末，一些新学科如基因组学和