生物科學(biological sciences)，或稱生命科學(life sciences)，是對所有生物，包含微生物、動物、植物等，進行結構、生理行為和生物起源、演化與遺傳等進行研究的學科，也是一門以實驗為基礎，研究生命活動規律的科學。
生物科學嚴格來說屬於生物學的分支，而生物學是生物科學的中心。不過廣義來說，生物科學也可稱為生物學(biology)，與天文學、物理學、化學、地球科學一樣，屬於自然科學的其中一門。
在古代人類對於生物學的瞭解主要是透過生活活動，譬如在狩獵過程中瞭解了動物的習性與型態，在農業生產過程中瞭解農作物的生長特性，屬於對生物的形態、結構和種類進行知識上的積累。直至1859年，英國生物學家達爾文在其曠世巨作"物種起源"書中提出了"物競天擇"、"適者生存"等以自然選擇學說的演化論為中心的生物進化理論，開創了生物學發展史上的新紀元。
19世紀中後期，隨著物理及化學的快速發展，單純只憑肉眼和解剖的形式已無法滿足人類對深入瞭解生命究竟為何物的好奇。儀器技術的進步更讓人類在觀測上如虎添翼，譬如電子顯微鏡的誕生，使得人類能清楚觀察到細胞，甚至可分辨分子等級的生物，進而衍生出如生理學、生物化學、生物物理學，使得生物學能以全速發展。
1953年，沃森和克裡克成功地破解了DNA晶體的X射線衍射照片，確認遺傳物質DNA為雙螺旋的結構，把生物學帶到了下一分子層次，開啟了分子生物學時代，"生命之謎"也逐漸被人類所瞭解，科學家清楚地瞭解遺傳信息的構成和傳遞的途徑。
分子生物學(Molecular Biology)主要是在分子的層面上研究生物分子錯綜複雜的關係、結構與功能，達到瞭解生命現象的科學，是生物學與化學的交叉學科，大致可以理解為研究DNA、RNA和蛋白質三者間的關係，以及瞭解彼此相互作用是如何被調控。
分子生物學的成功也帶動了許多交叉學科的產生，如分子遺傳學、分子免疫學、細胞生物學等，使得人類不僅能更清晰地解析生命的奧秘，更進一步的利用人工的方式產生更好的物質或改進、改良生物的特性，以降低成本及創新物種。
生物科學研究的面向十分廣泛，包括從原子和分子角度來研究生物體的生物化學、結構生物學，及分子生物學; 從細胞角度的微生物學、病毒學，及細胞生物學; 從多細胞角度的發育生物學、生理學及組織學; 從宏觀角度研究的生態學及演化生物學。
結構生物學(Structural Biology)利用X-射線、核磁共振或電子顯微鏡，研究並解析生物大分子的結構與功能，這些結構如何產生，並研究改變其結構的影響等。
細胞生物學(cell biology，或cytology)，專注於細胞尺寸上，研究細胞的形態結構、生理機能、細胞週期、細胞分裂、細胞自噬、細胞凋亡, 以及各種胞器間資訊傳遞路徑等的學科。
微生物學聚焦各類微小生物，如細菌、真菌、病毒、立克次氏體，以及單細胞藻類的形態結構、生長繁殖、生理代謝、遺傳變異、生態分佈和分類進化等生命活動的基本規律，其研究成果常應用在發酵、醫學衛生和生物工程等領域。相較之下，病毒學專攻病毒，研究其結構、如何在宿主細胞進行繁殖，與宿主生物體生理相互作用，它們引起的疾病和如何治療等。
生理學(Physiology)是探討生物體如何運作以維持生命現象的科學，主要內容涵蓋各生理功能的機制，譬如細胞、神經、內分泌及免疫系統的運作機制等，若按研究物件，還可細分為微生物生理學、植物生理學、動物生理學和人體生理學等。發育生物學(Developmental Biology)則聚焦生物體生長和發育過程，譬如研究基因對細胞生長、分化和形態發生的調控，如何使得生物體形成組織和器官。
組織學(Histology)聚焦於生物體的組織，例如動物體的上皮組織、結締組織、肌肉組織和神經組織等，研究它們的形成、構造和功能。與之相對的是解剖學和形態學。解剖學(Anatomy)的物件是器官，研究器官以及其結構及機能; 形態學(Morphology)研究生物體和其族群的總體構造，探討演化時生物的結構改變，比較生物體間的差異，並不是就生物個體本身進行分析。
生態學(Ecology)研究生物體與其周圍環境的相互關係，與分子生物學可說是生物學兩個不同方向發展的極端。分子生物學往微觀的方向研究生物體，而生態學則是以宏觀角度來看生物個體、族群、群集、生態系直到整個生物圈。
演化生物學(Evolutionary Biology)是從達爾文演化論後開展，關注各物種的進化歷史及與其它物種間的關係，其中古生物學(Paleontology)是其一分支，通過解開化石中的蛛絲馬跡，研究上古時代的生物及其發展的科學，像是解密恐龍的習性、種類、模樣等，都是古生物學的研究課題。
另外，生物科學由於發展快速，應用其他學科或與其他學科交叉的整合也越來越多，譬如生物科學和電腦科學相結合形成生物資訊學(Bioinformatics)，利用電腦科學來處理大量而複雜的生物資料，以期更快速地解開生物奧秘。
最後，人類基因序列定序的工作基本完成，也促成了基因組學(Genomics，或稱基因體學)，研究生物基因組，和如何利用基因。為了探究基因和蛋白質的交互作用，衍生出蛋白質組學(Proteomics)，是這近20年左右才開始的新領域。
