Mendelove pravidlá dedičnosti sú dôležitým základom, avšak väčšina znakov živých organizmov je výsledkom pôsobenia viacerých génov a často aj prostredia. Výskum genetického zloženia populácií v priebehu rokov vedcom umožňuje porozumieť genetike komplexných znakov a tomu, ako na ne pôsobia prírodný a pohlavný výber.

Vedcom pritom poháňa nielen túžba zodpovedať základné otázky evolučnej biológie - napríklad Ako vznikajú nové druhy? - alebo - Ako vznikli a prečo existujú práve dve pohlavia? Snažia sa tiež porozumieť vplyvu faktorov prostredia a životného štýlu na rozvoj ochorení ako sú napríklad diabetes, astma, alebo rakovina.

Schopnosť reakcie na podnety a rôzne formy správania sú typickými znakmi živočíchov, ktoré sú možné vďaka nervovým sústavám zložených z neurónov. Neuróny patria medzi najviac špecializované bunky a vedci stále hľadajú odpovede na mnoho otázok o ich funkciách, organizácií a plasticite. Molekulárne mechanizmy zodpovedné za ich stavbu a funkcie sú však prekvapivov zachované od najjednoduchších živočíchov až po človeka.

Vedci dnes dokážu sledovať realizáciu genetickej informácie od DNA cez RNA k tvorbe funkčného proteínu a jeho umiestneniu a funkcii v aktívnej nervovej bunke. 

U rastlín sa vyvinuli iné stratégie prežitia ako u živočíchov: dokážu rýchlo prispôsobiť fyziologické procesy zmeneným podmienkam, regulovať svoj rast, regenerovať pletivá a vytvárať nové orgány podľa potreby. Túto prispôsobivosť im umožňujú hormonálne regulačné mechanizmy, vďaka ktorým dokážu rýchlo a efektívne reagovať na zmeny faktorov vonkajšieho prostredia, napríklad teploty, svetla, vody alebo živín. Mnohé hospodársky významné rastliny sú v súčasnosti ohrozené klimatickou zmenou. Vedci preto spolupracujú so šľachtiteľmi a pestovateľmi, aby porozumenie rastlinnej adaptability využili pri šľachtení odolných plodín.