Gregor Mendel zjistil, že fyzické vlastnosti jsou přenášeny z generace na generaci prostřednictvím jednotek z rodičů na potomstvo. Tyto základní jednotky, známé jako geny, jsou umístěny na chromozomech v buňkách, jak je postuloval Thomas Hunt Morgan v roce 1910. V roce 1953, James Watson a Francis Crick objevili strukturu DNA, která tvoří geny. To vedlo k většímu pochopení mechanismu dědičnosti a procesu evoluce.
Výzkum v oblasti genetiky vedla k mnoha nových plemen rostlin a hospodářských zvířat, čímž se zvýší dodávky potravin. Lepší pochopení fyzické struktury a zvyky jednoduchých forem života bylo možné ovládat mnoho druhů škodlivého hmyzu a jiných škůdců.
Znečištění ovzduší a vody a zvýšené využívání půdy ploch pro bydlení a komerční vývoj mají vytvořené problémy přežití pro různé druhy organismů. Tyto problémy se zvýšil zájem o ekologii a ochraně. Nové nástroje ke studiu komplexní vztahy mezi organismy a jejich prostředím vedly k vývoji ekologie jako samostatné oblasti biologie v 1960. K dispozici je také velký zájem mezi biology na etologii, studium chování zvířat, zejména aspektů spojených s přežitím.
Výzkum vesmíru sílí zájem o možnost života existujících jinde ve vesmíru. Vědci, kteří studují tyto možnosti, a kteří se snaží vymyslet způsoby detekce mimozemského života, se nazývají exobiologists.
Advances in neurobiologii, studium nervového systému, zvýšila naše chápání toho, jak funkci mozku a nervových buněk , Imunologie, studium mechanismů rezistence onemocnění těla, také těžily z nových metod a nástrojů používaných v biologických studiích.
V základním výzkumu, studium životních procesů pokračuje, zvláště v genetice a dalších oblastech biochemie. Vzhledem k tomu, 1950, tam byl hodně výzkumu, který zahrnuje složení a funkce molekul nukleových kyselin. V roce 1970, byly provedeny první úspěšné pokusy v genetickém inženýrství. Genetické inženýrství zahrnuje přenos genů z jednoho organismu do druhého. To je velmi užitečné v zemědělství a medicíně, kde se žádoucí rysy některých organismů, mohou být převedeny na jiné organismy. Genetické inženýrství vyvolala obavy týkající se etiky a možných negativních dopadů geneticky upravených organismů na životní prostředí. Tento zájem byl patrný zejména v roce 1996, když se Ian Wilmut vytvořil jako první na světě klonované zvíře, ovce Dolly. V roce 1990, vědci určí kompletní genetické kódy několika jednoduchých org
