以實驗為特征的近代生理學始于17世紀。1628年英國醫(yī)生哈維發(fā)表了有關血液循環(huán)的名著《動物心血運動的研究》一書，這是歷史上首次以實驗證明了人和高等動物血液是從左心室輸出，通過體循環(huán)動脈而流向全身組織，然后匯集于靜脈而回到右心房，再經過肺循環(huán)而入左心房。這樣，心臟便成為血液循環(huán)的中心。但哈維當時由于工具的限制，動脈與靜脈之間是怎樣連接的還只能依靠臆測，認為動脈血是穿過組織的孔隙而通向靜脈。直至1661年意大利組織學家馬爾皮基應用簡單的顯微鏡發(fā)現了毛細血管之后，血液循環(huán)的全部路徑才搞清楚，并確立了循環(huán)生理的基本規(guī)律。

　　在17世紀法國哲學家笛卡兒首先將反射概念應用于生理學，認為動物的每一活動都是對外界刺激的必要反應，刺激與反應之間有固定的神經聯系，他稱這一連串的活動為反射。反射概念直至19世紀初期由于脊髓背根司感覺和腹根司運動的發(fā)現，才獲得結構與功能的依據。這一概念為后來神經系統活動規(guī)律的研究開辟了道路。

　　在18世紀，法國化學家拉瓦錫首先發(fā)現氧氣和燃燒原理，指出呼吸過程同燃燒一樣，都要消耗氧和產生二氧化碳，從而為機體新陳代謝的研究奠定了基礎。意大利物理學家伽伐尼發(fā)現動物肌肉收縮時能夠產生電流，于是開始了生物電學這一新的生理研究領醫(yī)學^教育網搜集整理域。

　　19世紀，生理學開始進入全盛時期。首先應提到法國的著名生理學家貝爾納，他在生理學的多方面進行了廣泛的實驗研究并作出卓越貢獻，特別重要的是他提出的內環(huán)境概念已成為生理學中的一個指導性理論。他指出血漿和其他細胞外液乃是動物機體的內環(huán)境，是全身細胞直接生活的環(huán)境，內環(huán)境理化因素如溫度、酸堿度和滲透壓等的恒定是保持生命活動的必要條件。德國的路德維希所創(chuàng)造的記紋器，長期以來成為生理學實驗室的必備儀器，他對血液循環(huán)的神經調節(jié)作出重要貢獻，對腎臟的泌尿生理提出有價值的設想。和他同時代的德國海登海因除了對腎臟泌尿生理提出不同的設想外，還首次運用了慢性的小胃制備法以研究胃液分泌的機制，被稱為海氏小胃；這小胃制備法后來經俄國的著名生理學家巴甫洛夫改良成為巴氏小胃，從而分別證明了胃液分泌的調節(jié)既有體液機制又有神經機制，他們都對消化生理作出不朽的貢獻。德國的物理學家和生理學家亥姆霍茲除運用他的豐富的物理學知識對于視覺和聽覺生理作出杰出的貢獻外，還創(chuàng)造了測量神經傳導速度的簡單而相當準確的方法，為后人所稱道。

　　20世紀前半期，生理學研究在各個領域都取得了豐富的成果。1903年英國的謝靈頓出版了他的名著《神經系統的整合作用》，對于脊髓反射的規(guī)律進行了長期而精密的研究，為神經系統的生理學奠定了鞏固的基礎。與此同時，巴甫洛夫從消化液分泌機制的研究轉到以唾液分泌為客觀指標對大腦皮層的生理活動規(guī)律進行了詳盡的研究，提出著名的條件反射概念和高級神經活動學說。

　　美國的坎農在長期研究自主神經系統生理的基礎上，于1929年提出著名的穩(wěn)態(tài)概念，進一步發(fā)展了貝爾納的內環(huán)境恒定的理論，認為內環(huán)境理化因素之所以能夠在狹小范圍內波動而始終保持相對穩(wěn)定狀態(tài)，主要有賴于自主神經系統和有關的某些內分泌激素的經常性調節(jié)。

　　坎農的穩(wěn)態(tài)概念在20世紀40年代由于控制論的結合，乃廣泛地認識到機體各個部分從細胞到器官系統的活動，都依靠自身調節(jié)機制的作用而保持相對穩(wěn)定狀態(tài)，這些調節(jié)機制都具有負反饋作用。從此以后，控制論、系統分析和電子計算機等一系列新觀念新技術的引進，使得生理學在定量研究方面邁出了一大步，出現應用系統論方法、計算機數學建模等研究的數學生理學與系統生理學這一新邊緣學科。

　　中國近代生理學的研究自20世紀20年代才開始發(fā)展。1926年在生理學家林可勝的倡議下，成立中國生理學會翌年創(chuàng)刊《中國生理學雜志》，新中國成立后，改稱《生理學報》。中國生理學家在這個刊物上發(fā)表了不少很有價值的研究論文，受到國際同行的重視。