人类的身体遇到显微镜后，就开放了一些它隐藏的秘密给进展中的科学大军。1651年，巴黎的佩凯（Jean Pecquet）追寻乳糜管的行径。1653年，乌普萨拉的鲁比克（Rudbeck）发现淋巴系统，哥本哈根的托马斯·巴托林（Thomas Bartholin）对它加以描述。1664年，斯瓦默丹发现淋巴瓣膜。那年，他的朋友赫拉夫（Regnier de Graaf）证实胰脏和胆汁的功能与作用。1661年，他的另一位朋友斯泰诺发现耳下腺的导管（仍然以他命名），一年后，又发现眼睛的泪腺导管。赫拉夫特别注意研究睾丸和卵巢的解剖。1672年，他首先描述囊状卵泡，哈勒把它命名为“赫拉夫氏滤泡”。巴托林的名字留在连接阴道的两个卵形体上。威廉·考珀（William Cowper，医生，不是诗人）发现（1702年）流注进尿道的腺，后来以他的名字命名。西尔维斯（Franciscus Sylvius）则把他的名字签在脑的一条裂隙上（1663年）。沃利斯，皇家学会的创始者之一，于1664年出版《神经解剖》（Cerebri Anatome），迄今仍是神经系统最完整的叙述，他的名字因“威氏动脉环”而为人所知，那是脑基部的一个六角形动脉网。
这个时代杰出的解剖学家是马尔皮吉。他1628年生于波伦亚附近，并在那里获得医学学位。在比萨和墨西拿度过一段教授生涯后，他回到波伦亚，在那里的大学教了25年医学。做了一段在显微镜下解剖植物的工作后，他把他的镜片转到蚕身上，以一篇古典式的专论报道他的发现。这项研究几乎使他失去视力。然而，“在做这些研究时，”他写道，“这么多自然的奇景展现在我眼前，我感到一种发自内心、笔墨难以形容的愉快。”他看到（1661年）蛙的肺里面，血液经过他称之为“毛细管”那样纤细的管子，从动脉流到静脉里去时，他必然有济慈（John Keats）首次看查普曼（Chapman）的《荷马传》时的感觉。他发现这些“小毛”构成一面网，动脉血在那里变成静脉血，血液循环的过程第一次被证实。
虽然这是最重要的，但这只是马尔皮吉对解剖学贡献的一部分而已：他是最早证明舌头上的味蕾是味觉器官的人、最早鉴别出血液里红血球的人（但他把它们误为脂肪球）、最早精确叙述胎儿的神经与血液循环系统的人、最早描述大脑皮质和脊髓组织的人、最早借正确描述肺的气泡结构而使一种实际可行的呼吸理论得以成立的人。他的名字被后人公正地散布在我们的肌肉上，即“马尔皮吉氏丛”或“毛细管圈”；在肾脏上，即“马尔皮吉氏小体”；在皮肤上，即“马尔皮吉氏表皮发生层”。许多他的发现和解释遭到当时人们的挑战，他有力地防卫自己，以发几场怒为代价，他打胜了这些战争。他送给伦敦皇家学会一份他的工作、发现与论战的报告，正像把这些事情送交当时科学的最高法院一样。学会以他的自传为名出版了这份报告。1691年，他受雇为教皇英诺森十二世的私人医生，1694年因一次中风发作去世。他对毛细管的探究是解剖学历史上的一块里程碑，有机组织学全靠他的工作得以建立。
解剖学的研究进一步发展时，它揭示出人类和动物的器官有很多相似的地方，有些学者受此引导，得出一种接近进化论的说法。爱德华·泰森（Edward Tyson）于1699年出版了《猩猩》一书，把猩猩说成“森林里的人”，他比较人和猴子的解剖，认为黑猩猩介于两者之间。17世纪，仅仅因为害怕产生一场神学的地震，才使当时的生物学没有占达尔文（Charles Darwin）之先。
研究者从解剖学和结构走到了生理学和功能。约1660年，呼吸还被解释成一种散热的过程。现在实验者把它比作燃烧。胡克证实呼吸的本质是静脉血在肺里暴露在新鲜的空气中。理查德·洛厄（Richard Lower），也是皇家学会成员，认为（1669年）静脉血可以暴露在空气中而变成动脉血。而动脉血长期不和空气接触时，就变成静脉血。他以为静脉血变成动脉血的主要动力，是大气中的一种“含氮的元气”。跟随这些导引，洛厄的朋友梅奥把这个活动的要素说成是“空中的含氮分子”。他相信，含氮的分子从空气被吸收进血液中，由此吐出来的空气比吸进去的重量轻、体积小。动物的体温是由于含氮的分子在血液中和可燃的元素结合而产生的，运动后体温增高，则是呼吸增加后摄取了额外含氮分子的结果。这些含氮的分子，梅奥说，在动物和植物的生命中扮演领导者的角色。
对生命过程的解释引起了近代科学史上一场永难忘怀的论战。生理学家们抱着越来越大的好奇心，努力钻研人体解剖学，人体的功能似乎屈服于一种以物理和化学来解释的说法了。呼吸似乎成为一种扩张、交换气体和收缩的组合，唾液、胆汁和胰液的作用显然是化学的，而波里利把肌肉的动作看成机械的运动（1679年），显然这套观念不断被完善。斯泰诺这个热烈的天主教徒也采取生理过程是机械的观念，而放弃了像盖仑的“动物灵魂”之类的“一派空言”。笛卡儿把人体当成一具机器的说法，现在已经被充分证明了。
无论如何，大多数科学家感到这些人体机械论只是为某些超越物理和化学分析范围的生命原理找借口。皇家学会的创始人之一格利森（Francis Glisson）把一切有生命的物质归因于一种特有的“急躁”——对刺激敏感。就像牛顿在把宇宙贬成一部机械后以上帝为其基本的原动力一样，波里利在提出他肌肉功能的机械解释后，在人的身体中安置了一个灵魂，并说所有的动物行为莫不起源于此。佩罗，一位建筑家和医生，认为（1680年）现在看起来机械化的生理活动，从前都有自由意志并由灵魂指导，只因经常重复才成为机械的，正像习惯的形成一样，甚至心脏或许也被意志控制过。斯塔尔认为（1702年），活体组织的化学变化和实验室里看到的不同，因为他相信在活的动物体内，化学变化由一种充满各部分的“激素”（anima sensitiva）管制。斯塔尔说灵魂指挥一切生理功能，甚至消化和呼吸，它建造了每个器官作为愿望的工具，整个身体更是如此。他推测，疾病是一种灵魂尽力驱逐某些阻碍它活动的东西的过程；他想象“敏感的灵魂”受到扰乱就会引起身体上的疾病，而在某些方面，活力论的概念在19世纪后半叶找到了科学上的继承人。它们在机械物理学的声威下屈服了一段时间，然后在柏格森（Henri Bergson）的《宇宙进化》（Creative Evolution，1906年）中，随着文学的魔力再生。这场辩论会继续下去，直到那些部分被全部了解。
