Ilmu hayat adalah ilmu yang secara sistematis menguraikan berbagai isu utama yang berkaitan dengan hakikat kehidupan. Hukum fisika dan kimia yang mengatur dunia benda mati juga berlaku bagi dunia makhluk hidup, tanpa memberikan vitalitas misterius pada materi hidup. Pemahaman mendalam tentang ilmu hayat tidak diragukan lagi dapat mendorong perkembangan bidang pengetahuan manusia lainnya, seperti fisika dan kimia. Misalnya, teka-teki yang sudah ada sejak seabad lalu dalam ilmu hayat adalah "Dari mana kecerdasan berasal?" Kita mengetahui segala hal tentang aktivitas neuron individual, tetapi kita tidak mengetahui apa pun tentang bagaimana puluhan miliar neuron bergabung untuk membentuk kecerdasan di dalam otak. Dapat dikatakan bahwa tantangan terbesar bagi kecerdasan manusia adalah bagaimana menjelaskan kecerdasan itu sendiri. Masalah yang semakin mendalam ini juga akan mengubah struktur pengetahuan manusia.
Penelitian ilmu hayati tidak hanya bergantung pada pengetahuan fisika dan kimia, tetapi juga pada instrumen yang disediakan oleh ilmu tersebut, seperti mikroskop optik dan elektron, instrumen elektroforesis protein, ultracentrifuge, mesin sinar-X, spektrometer resonansi magnetik nuklir, pemindai tomografi emisi positron, dan sebagainya. Ilmuwan hayati juga berasal dari berbagai disiplin ilmu. Lintasan disiplin ilmu telah menghasilkan banyak titik pertumbuhan yang menjanjikan dan disiplin ilmu yang baru muncul.