metinlerinden biri sayılan bu eserde 700 tıbbî bitki, mineral kaynaklarla hazırlanan 64 ve hayvansal kaynaklardan hazırlanan 57 ilâç tanımlanır.

Sokrates öncesi düşünürler yaşam hakkında çok soru sordular ancak özellikle biyoloji ile ilgili çok az sistematik bilgi ürettiler. Yine de atomcuların yaşamı yalnızca fiziksel terimlerle açıklama çabaları biyoloji tarihi boyunca dönem dönem ortaya çıkmıştır. Ama Hipokrat ve takipçilerinin tıbbî teorilerinin, özelikle mizaç kuramının etkisi kalıcı olmuştur.

Düşünür Aristoteles Klâsik Antik Çağın yaşayan dünya hakkında en nüfuzlu bilginiydi. Her ne kadar doğa felsefesi hakkındaki ilk eserleri spekülatif olsa da biyoloji hakkında verdiği daha sonraki eserlerinin çoğu ampirik kaynaklıydı ve biyolojik nedensellik ile yaşamın çeşitliliği üzerineydi. Özelikle çevresinde bulunan bitki ve hayvanların nitelikleri ve yaşam biçimleri hakkında sayısız doğa gözlemi yapmıştır ve kategorizasyona büyük önem vermiştir. Aristoteles 540 hayvan türünü sınıflandırmış ve en az 50'sini keserek incelemiştir. Entelektüel amaçların ve formel nedenin tüm doğal süreçleri yönlendirdiğine inanmıştır.

Aristoteles ve ondan sonra 18. yüzyıla kadar gelen tüm Batı âlimleri, yaratıkların bitkilerden insanlara, giderek artan bir mükemmeliyet skalasında ( "scala naturae" ya da Büyük Varlık Zinciri) yer aldığına inanmıştır. Aristoteles'in Lykeion'daki halefi Theophrastus, botanik üzerine "Bitkilerin Tarihi" adında bir seri kitap yazmıştır ki antik çağların botanik üzerine en önemli katkısıdır. Theophrastus'un kullandığı terimlerin birçoğu, örneğin meyve için "carpos" ve tohum kanalı için "pericarpion" gibi günümüzde hâlâ kullanılmaktadır. Gaius Plinius Secundus da bitkiler ve doğa hakkındaki bilgisi nedeniyle tanınmıştır ve zoolojik tanımlamaları bir araya getirmiştir.

Helenistik dönemde Ptolemaios Hanedanı zamanının bazı âlimleri, özelikle Herophilos ve Erasistratos, Aristoteles'in fizyolojik çalışmalarına eklemeler yapmış ve deneysel diseksiyonlar yapmıştır. Claudius Galen tıp ve anatomi alanında en önemli otorite olmuştur. Her ne kadar Lucretius gibi birkaç antik atomcu, Aristoteles'in yaşamın tüm yönlerinin belirli bir tasarım ya da amacın sonucu olduğunu söyleyen teleolojik görüşlerine karşı çıkmışsa da teleoloji ve özelikle de hristiyanlığın yükselişinden sonra doğa teleolojisi 18 ve 19. yüzyıllara kadar biyolojik düşüncenin merkezinde yer almıştır. Ernst W. Mayr, "Lucretius ve Galen'den sonra Rönesans'a kadar biyolojide önemli bir şey olmamıştır." diye belirtmiştir. Doğa tarihi ve tıp üzerine olan Antik Yunan gelenekleri yaşamaya devam etmiş ancak Orta Çağ avrupası'nda genellikle sorgulanmadan kabul görmüştür.

Roma İmparatorluğu'nun gerilemesi birçok bilginin ortadan kaybolmasına ve yokolmasına neden olduysa da birçok tıb adamı eğitim ve uygulama yoluyla Antik Yunan geleneklerini sürdürüyordu. Bizans ve İslami dünyada birçok Antik Yunan eseri Arapçaya çevrilmiş ve Aristoteles'in eserlerinin çoğu korunabilmiştir.

Orta Çağ müslüman tıp adamları, âlimleri ve düşünürleri 8 ile 13. yüzyıllar arasında, "İslam'ın Altın Çağı" ya da "İslam tarım devrimi" diye bilinen dönemde biyoloji bilgisine çok önemli katkılarda bulunmuşlardır. Örneğin zooloji alanında Doğu Afrika kökenli Arap âlim el-Cahız (781–869) yaşam için mücadele gibi evrim ile ilgili fikirleri ilk defa ortaya koymuştur Aynı zamanda besin zinciri fikrini de ortaya atmıştır ve çevresel determinizmin ilk takipçilerindendir. Kürt biyolog el-Dinaveri (828–896) Arap botaniğinin kurucusu sayılır. Yazdığı "Kitab-el Nebat" en azından 637 türü tanımlar, filizlenmeden ölüme kadar bitki gelişmesini, bu gelişmenin etaplarını ve çiçekler ile meyvelerin oluşumunu anlatır. El-Birûni yapay seleksiyonu tanımlamış ve doğanın da benzer şekilde işlediğini söylemiştir; bu fikir doğal seleksiyon ile kıyaslanır.

Deneysel tıp alanında İbn-i Sina (980–1037) "El-Kanun fi't-Tıb" adlı eserinde klinik denemeler ve klinik farmakoloji kavramlarını ileri sürdü. Bu eser 17. yüzyıla kadar Avrupa tıp eğitiminde çok önemli bir metin olarak kullanılmıştır. Endülüslü-Arap tıp adamı İbn-i Zühr (1091–1161) deneysel diseksiyon ve otopsinin ilk takipçilerindendir. Yaptığı otopsilerle bir deri hastalığı olan uyuzun nedeninin bir parazit olduğunu kanıtlayarak mizaç teorisini sarsmıştır. Aynı zamanda insanlar üzerinde kullanmadan önce hayvanlar üzerinde test yapılmayı öngören deneysel cerrahiyi başlattı. Mısır'da 1200 yılında bir kıtlık sırasında Abdullâtif el-Bağdadi birçok iskeleti inceleyerek Galen'in alt çene ve leğen kemiklerinin oluşumuna dair görüşlerinin yanlış olduğunu buldu.

Endülüslü-Arap biyolog Ebu Abbas el-Nebati, 13. yüzyılın başlarında, botanik alanında sayısız tıp metninin test edilmesi ve tanımlanması için ampirik ve deneysel tekniklerden oluşan bir bilimsel yöntem geliştirerek gerçek deneyler ve gözlemlerle desteklenen metinleri doğruluğu kanıtlanamamış metinlerden ayırdı. Öğrencisi İbn el-Baytar (d. 1248) içinde 300'ü kendi keşfi olan 1.400 bitki, gıda ve ilacın tanımlandığı bir eczacılık ansiklopedisi yazmıştır. Bu eserin Latince çevirisi 18 ve 19. yüzyıllarda Avrupalı biyolog ve eczacılara çok yararlı olmuştur.

Arap tıp adamı İbn Nefis de (1213–1288) deneysel diseksiyon ve otopsinin ilk takipçilerindendir ve 1242 yılında dolaşım sisteminin temelini oluşturan pulmoner dolaşım ve koroner dolaşımı bulmuştur. Aynı zamanda metabolizma kavramını tanımlamış, ve Galen ile İbn-i Sina'nın dört mizaç teorisi ile birlikte nabız, kemikler, kaslar, bağırsaklar, duyu organları, safra kanalları, özofagus ve mide hakkındaki görüşlerinin doğru olmadığını gösterdi.

Orta Çağın ortalarında Bingenli Hildegard, Albertus Magnus ve II. Friedrich gibi az sayıda âlim doğa tarihi üzerinde çalışmalar yapmıştır. Avrupa üniversitelerinin ortaya çıkışı fizik ve felsefe alanında önemli gelişmelere yol açtıysa da biyoloji alanında pek etkili olamamıştır.

Rönesans ile birlikte ampirik doğa tarihi ve fizyoloji üzerine büyük bir ilgi gösterilmiştir. Andreas Vesalius 1543 yılında, insan anatomisi hakkında olan ve cesetlerin disseksiyonuna dayanan "De humani corporis fabrica" adlı eseriyle Batı tıbbında modern devri başlattı. Vesalius ve sonrasında gelen bir dizi anatomist, otoriter bilgi ve soyutlamanın ötesinde ilk elden deneysel çalışmalara dayanarak fizyoloji ve tıp alanında skolastik görüşün yerine deneyciliği koydu. Herboloji yoluyla tıp aynı zamanda bitkiler üzerine edinilen bilgilere yeni bir deneysel kaynak oluşturdu. Otto Brunfels, Hieronymus Bock ve Leonhart Fuchs bitkiler üzerine oldukça fazla eser vererek bitki yaşamının tamamı üzerine yeni bir doğal yaklaşımı başlattılar. Hayvanlar hakkında hem doğal hem de figüratif bilgilerin toplandığı eserler de giderek daha sofistike hâle gelmeye başladı. Hayvanlar hakkında önemli eserler verenler arasında William Turner, Pierre Belon, Guillaume Rondelet, Conrad Gessner ve Ulisse Aldrovandi sayılabilir.

Doğa bilginleri ile çalışan Albrecht Dürer ve Leonardo da Vinci gibi sanatçılar da hayvan ve insan bedenleriyle ilgilendiler ve detaylı fizyoloji çalışmalarıyla gittikçe büyüyen anatomi bilgisine katkıda bulundular. Simya ve doğal büyü gelenekleri, özellikle Paracelsus'un çalışmaları yaşayan dünya hakkında varolan bilgilere katkı sağladı. Simyacılar organik maddeyi kimyasal analize tabi tuttular ve hem biyolojik hem de mineral farmakoloji ile ilgili deneyler yaptılar. Bu gelişmeler 17. yüzyıla kadar devam eden mekanik felsefenin ortaya çıkışıyla geleneksel "organizma olarak doğa" metaforunun "makina olarak doğa" metaforuyla değişmesinin bir parçasıydı.

Sınıflandırma, adlandırma ve kategorize etme 17 ve 18. yüzyılın çoğunda doğa tarihinin en önemli konuları hâline geldi. Carolus Linnaeus 1735 yılında doğal dünya için temel bir taksonomi yayımladı ve 1750'lerde tüm adlandırdığı türler için bilimsel adlandırmalar ileri sürdü. Linnaeus türleri belirli bir hiyerarşinin değişmez parçaları olarak görürken 18. yüzyılın diğer önemli doğa bilimcisi Buffon türleri yapay bir kategorilendirme olarak değerlendirmiş ve hatta ortak ata kavramının olabilirliğini öne sürerek yaşayan türlerin değişebileceğini savunmuştur. Her ne kadar evrime karşı görüşleri olsa da Buffon evrim düşüncesinin gelişmesinde önemli bir yer tutmuştur ve eserleri hem Lamarck'ın hem de Darwin'in evrim teorilerini oluşturmada etkili olmuştur.

Vesalius'un çalışmalarını yaşayan insanlar üzerinde deneyler yaparak geliştiren William Harvey ve diğer doğa düşünürleri kanın, toplar ve atardamarların işlevlerini inceledi. Harvey'nin 1628 yılına ait eseri "De motu cordis" Galen'in teorisinin sonunun başlangıcıydı ve Santorio Santorio'nun metabolizma üzerine olan çalışmalarıyla fizyoloji üzerine nicel yaklaşımlar üzerine etkili bir model oluşturdu.

17. yüzyılın başlarında biyolojinin mikro dünyası artık açılmaya başlamıştı. 16. yüzyılın sonlarından itibaren birkaç lens ustası ve doğa düşünürü kaba mikroskoplar yapmaya başlamıştı. Robert Hooke 1665 yılında kendi mikroskobuyla yaptığı gözlemleri "Micrographia" adlı eserinde yayımladı. Antonie van Leeuwenhoek'ün lens yapımında çok önemli gelişmeler kaydetmesiyle, 1670'li yılların başında tek lens ile 200 kat büyütme elde etmesiyle bilim adamları mikroskopik yaşamın yabancılığı ve çeşitliliği ile karşılaşarak ilk mikroorganizmaları keşfettiler. Jan Swammerdam'ın benzer deneyleri entomolojiye yeni bir ilgi duyulmasını sağladı ve mikroskopik disseksiyon ile boyama tekniklerinin temeli atıldı. 
Mikroskopik dünya genişlerken makroskopik dünya da küçülüyordu. John Ray gibi botanikçiler tüm dünyadan gönderilen yeni keşfedilmiş organizmaları kendi içinde tutarlı bir sınıflandırma içine almak ve tutarlı bir teoloji (doğal teoloji) oluşturmak için çalışıyordu. Nuh Tufanı üzerindeki tartışmalar paleontolojinin gelişmesini körükledi. Nicholas Steno 1669 yılında canlı organizmaların kalıntılarının nasıl sediment katmanları arasında kalıp mineralize hâle geldikten sonra fosiller oluşturduğu hakkında bir deneme yazdı. Her ne kadar Steno'nun fosilleşme üzerine olan