Основными концепциями современного естествознания выступают системология (общая теория систем) и синергетика (теория самоорганизующихся систем). Предмет их исследования — сложные системы различной природы, общие закономерности их возникновения и эволюции, организации и функционирования. С позиций общей теории систем системой называется любой целостный объект, состоящий из взаимосвязанных элементов. Ключевыми характеристиками системных объектов являются дискретность, элемент, связи, структура, паттерн, организация, целостность, интеграция, иерархия, управление. Синергетика изучает такое свойство систем, как способность к самоорганизации. В связи с этим вводятся понятия неравновесности, нелинейности, диссипативности, хаоса, аттрактора, точек бифуркации. В ключе системного подхода все биологические системы подразделяются на корпускулярные (дискретные) и «жесткие» системы. Биологические системы отличаются рядом характерных особенностей: обмен веществ, итеративность, дискретность (пространственная и временная), избыточность структурных элементов и связей между ними, наследственность и изменчивость, способность к самоорганизации и саморазвитию, раздражимость и возбудимость, способность к адаптации, самовоспроизведение (размножение).
