由於研究對象不同，生理學可分為微生物生理學、植物生理學、動物生理學和人體生理學。動物生理學，尤其是哺乳動物生理學，與人類生理學密切相關。兩者有很多相似之處，可以壹起研究。生理學通常指人體和高等脊椎動物的生理學。
動物生理學從進化和個體發育的角度可以分為比較生理學和發育生理學。前者比較無脊椎動物和脊椎動物的生理功能，探索它們的生命活動如何適應環境的變化。在眾多的無脊椎動物中，昆蟲生理學的研究具有特別重要的地位。
在脊椎動物中，魚類、兩棲類、鳥類和哺乳動物的生理研究意義重大。在發育生理學中，對哺乳動物在個體發育的各個階段的生理特征的研究不僅有其自身的價值，而且對了解人類發育過程中的生理變化非常感興趣。隨著學科的相互滲透，生理學已經分化為生物化學和生物物理學。
不可能把生理學和生物化學和生物物理學區分清楚，因為現代生理學壹開始就用化學和物理的理論和技術來研究。現代生理學的研究不僅描述生命活動的表面現象，而且在整體觀下用實驗方法探討身體各部分的功能及其內在聯系。
生理學的實驗可以分為幾個層次，即生理學的實驗研究是在不同的層次上進行的:器官系統層次、細胞組織層次和亞細胞、分子層次。到目前為止，大量的生理學研究都集中在機體的器官系統層面，因為這是醫學應用和生產實踐中最迫切需要的基礎知識。