برای درک حیات در کرهٔ زمین، باید بدانیم جانوران (از جمله انسان)، گیاهان و ریزموجودات (میکروبها)، چگونه فعالیت میکنند، و در نهایت آنها را بر حسب فرایندهایی مولکولی بشناسیم که موجب بروز کارکردهای آنها میشود. این امر همان پرسش «چگونگی» در علم زیستشناسی است؛ پرسشی که پژوهشهای فراوان طی سدهٔ گذشته موجب پیشرفتهای بسیاری در رسیدن به پاسخ آن شده است. این تلاشها نشان دادهاند که حتی یک یاختهٔ (سلول) باکتریایی، سادهترین موجودی که قادر به حیات مستقل است، نیز ماشینی بسیار پیچیده است با هزاران مولکول پروتئینی گوناگون که به شکلی هماهنگ در راستای بروز کارکردهای مورد نیاز برای بقای این یاخته و تقسیم آن به دو یاخته دختری فعالیت میکنند. این پیچیدگی در موجودات عالی، مانند مگس یا انسان، بیشتر است.
حیات موجودات زنده با یاخته که حاصل آمیزش یک تخمک و یک اسپرم است، آغاز میشود. سپس مجموعهای از تقسیمات یاختهای که به دقت کنترل میشوند رخ میدهد و این یاختهها طی فرایند تمایز به بافتهای گوناگون تبدیل میشوند. سرانجام، فرایند نمو به شکلگیری موجود بالغ میانجامد که ساختار بسیار منظم آن از بافتها و اندامهای گوناگونی ساخته شده و قادر به انجام رفتارهای پیچیده است.
شناخت ما از سازوکارهای مولکولی که زمینهساز این پیچیدگی ساختاری و کارکردیاند، به سرعت در حال افزایش و گسترش است. با وجودی که هنوز مسائل حل نشدهٔ بسیاری وجود دارد، زیستشناسان بر این باورند که حتی پیچیدهترین ویژگیهای موجودات زنده، مانند هشیاری آدمی، بازتاب مجموعه ای از فرایندهای شیمیایی و فیزیکیاند که میتوان آنها را تجزیه و تحلیل علمی کرد.