部所有组成成分间，各分子层面上的相互关系和相互作用（例如，与细胞信号传送、代谢通路、细胞器、细胞、生理系统与生物等相关的基因和蛋白网络），期望最终能够建立整个系统的可理解模型，以及为有机体绘制完整图谱。系统生物学使用计算机模拟，数学分析的方法来构建复杂生物系统的模型。系统生物学不同于以往只注意个别的基因和蛋白质的实验生物学，研究所有的基因、所有的蛋白质和组分间的所有相互关系；其目标是：对复杂的生物系统构建计算的数学模型，从总体上预测生物系统的真实性。特别是从2000年开始，这个概念在各种环境下被广泛用于