生物学在两个世纪后才达到全盛时代。而植物学因医学上药草的研究和外来植物的输入而缓缓发展。耶稣会教士将奎宁、香草和大黄带回欧洲。约1560年，马铃薯从秘鲁输入西班牙，由此传遍欧陆。帕多瓦的植物学教授普罗斯佩罗·阿尔皮尼（Prospero Alpini）曾描述过50种移植欧洲的植物。他从枣椰的研究中演绎出植物有性生殖的学理，早在公元前3世纪，泰奥弗拉斯图斯就已发现，只是未能给予证明。阿尔皮尼说：“雌枣树不会结果，除非雄树和雌树的枝混合在一起，或雄鞘、雄花的粉末散布在雌花上。”林奈（Linnaeus）后来依据繁殖方法把植物分类，同时（1583年），佛罗伦萨的安德烈亚·切萨尔皮诺提出了第一个系统化的植物分类法——包括1500种——依照植物不同的种子和果实划分的。巴塞尔的加斯帕德·波辛（Gaspard Bauhin）在他的巨著《植物论文》（“Pinax Theatri Botanici”，1623年）中，把6000种植物分类，成为林奈“属”、“类”两项命名法的先驱。波辛花费40年的时间作了《植物世界一览表》一书，他在此书出版一年后离开人世。300年来此书始终被奉为圭臬。
医生的私人植物标本演进为由大学或政府资助的公共植物园。最早的于1543年成立于比萨，在切萨尔皮诺的管理下颇负盛名。苏黎世城在1560年成立了另外一个，博洛尼亚、卡塞尔、莱登、莱比锡、布雷斯劳、巴塞尔、海德堡、牛津等地也相继成立。路易十三的医生拉·布罗西（Gui de La Brosse）于1635年在巴黎组织了著名的药学植物馆。动物园提供公共娱乐的兽栏，最早可以溯源至中国（公元前1100年）、古罗马和阿兹特克（Aztec Mexico）（约1450年）。现代动物园则于1554年在德累斯顿和路易十三时代的凡尔赛宫成立。
动物学不像植物学一样受注意，因为它较少——除了神秘药品之外——具有治疗价值，乌利西·阿尔德罗瓦尼（Ulisse Aldrovandi）在1599年开始出版13大卷的《自然史》：他在有生之年亲见6卷付印；博洛尼亚元老院根据他的手稿，在公费资助下，出版了其余7卷——只有布封的《自然史》（Histoire Naturelle，1749—1804年）才能超越这些巨作。耶稣会学者阿塔纳修斯·基尔切在《光与影》（“Arsmagna Lucis et Umbrae”）一文中（1646年），描述他在显微镜下发现腐败物质中的微小“虫子”，成为组织学的鼻祖。几乎所有的人仍相信细小的机体是从腐肉——甚至黏土中自然生出，虽然加布里埃尔·哈维不久就在他的《动物的衍生》（“De Generatione Animalium”）一文中否定这种说法（1651年）。动物学的落后部分应归因于只有少数思想家认为动物是人类的祖先。1632年，伽利略写信给托斯卡纳大公爵：“虽然人与其他动物的分别很大，但我们可以合理地说，那种差别比起人与人之间的差别也大不了多少。”现代心灵已慢慢觉悟，重拾2000年前希腊人的想法。
解剖学在经过维萨里大力倡导之后曾一度停息。尸体解剖仍遭到反对——格劳秀斯·雨果即是其中之一，但荷兰艺术中众多的“解剖课程”反映了一般人对这种情势的认可。在外科手术上同享盛名的人物是吉罗拉莫·法布里奇奥（Girolamo Fabrizio），他是法罗皮奥（Fallopio）的学生和哈维的老师。在他管理帕多瓦大学期间，该校建立了壮观的解剖教室——那是唯一一幢完整留存至今的建筑物。他发现静脉中具有瓣膜及对缝合效果所做的研究，引导哈维证明了血液循环。血液循环的知识由于加斯帕罗·阿塞利（Gasparo Aselli）发现乳糜管而更进一步，那是从小肠携带乳糜的淋巴管。阿塞利在哈维发表其理论六年前就已叙述了血液的循环。切萨尔皮诺在1571年阐述了基本理论。他仍然执守古老观点，认为血液流过心膜，但他解释血液如何从动脉流向静脉的论文，则比哈维的说法更为接近。
