A principios del siglo XX el conocimiento básico de la estructura celular permitió establecer las bases citológicas de los fenómenos hereditarios al comenzar a interpretarse los datos de la genética por medio del comportamiento de los cromosomas. Thomas Morgan, psicólogo y científico americano, y sus colaboradores dieron a conocer sus trabajos sobre la teoría cromosómica de la herencia, donde señalaron como se establece la ubicación de los genes o factores hereditarios en los cromosomas y sus relaciones recíprocas.

Es aquí donde se consolidan y desarrollan los aspectos químicos de la fisiología que llegaron a constituir una rama autónoma de la bioquímica.

La era de la biología molecular se inició en 1953 con el descubrimiento de la biología molecular del ADN por parte de F. Crick y J. Watson. Esta invención estuvo precedida por la invención del microscopio, lo que supuso otro gran avance para la evolución de la Biología.

Finalmente, dentro de los progresos de las investigaciones científicas de este siglo cabe destacar los aportes de la bioquímica, la cual estudia la composición química de los seres vivos y los distintos aspectos del metabolismo celular. Se puede afirmar que esta ciencia se reúne con la genética, la evolución y la citología en un campo común que constituye el estudio del origen de la vida y que actualmente trata de descubrir cómo se originaron las proteínas y los ácidos nucleicos, es decir, las macromoléculas más importantes de los seres vivos.

El panorama de la biología está dominado actualmente por el desarrollo de las aplicaciones industriales de las nuevas técnicas biológicas o biotecnologías, que en sus primeras fases ya han logrado importantes éxitos (cultivos híbridos, producción de antibióticos, etc...). Entre las nuevas tecnologías moleculares destaca la síntesis en laboratorio de ADN y de proteínas, lo que permite albergar grandes expectativas en la mejora de muchos procesos industriales; de la producción agropecuaria, y en la obtención de medicamentos más eficaces en la lucha contra las enfermedades.