En el ámbito de las ciencias biológicas y médicas, la fisiognomía fue defendida por Charles Bell en su "Ensayo sobre la anatomía de la expresión" (1806), por Burgess en "La fisiología del rubor" (1839) y por Michel Duchene en su "Mecanismos de la fisiognomía humana" (1862), obras que ejercieron gran influencia en Charles Darwin, quien la defendió en "La expresión de las emociones en los animales y en el hombre" (1872), donde también se hacía eco de tesis defendidas por Herbert Spencer intentando hacer una explicación evolutiva de los rasgos faciales y de la función de ciertos mecanismos musculares; sostenía que existen grupos de músculos asociados a emociones, actividades y estados de humor cuyo uso modifica los rasgos de la cara dando lugar a expresiones generalizadas de temor, de angustia, de satisfacción, de asombro, etc.