对各种生物进行分类是博物学的内在要求。早在希腊时期，亚里士多德便提出了“属”和“种”的概念，作为生物分类的依据。近代以来，博物学所积累的材料十分惊人。亚里士多德本人曾描述过约500种植物。到1600年，人们知道约6000种植物。但是仅仅过了100年，植物学家又发现了12000个新物种。动物学也面临着同样的材料“爆炸”问题。对生物物种进行科学的分类变得极为迫切。
17世纪，生物学界逐渐形成了两套分类方法。一是所谓的人为分类法。它依分类者的方便和考虑，选取植物和动物的少数甚至某一个器官的形态特征作为分类标准，将生物物种人为地划分为界限分明的、不连续的几类。二是所谓的自然分类法。它以生物的多个甚至全部器官的形态特征作为分类标准，将物种自然地划分为连续的、彼此有亲缘关系的多种类别。人为分类法的好处是标准、简单明了，划分起来切实可行，但它忽视物种之间的亲缘关系，不能获得对自然物种构成的规律性认识。自然分类法虽然自然，但比较复杂，且难于操作，不够实用。曾在显微生物学上做出过重大贡献的意大利生物学家马尔比基，是17世纪人为分类法的代表人物，而英国生物学家约翰·雷则是自然分类法的代表人物。到了18世纪，生物分类学在林奈的工作中达到了前所未有的高峰。
林奈1705年5月23日生于瑞典司马兰德省拉舒尔特村。父亲原先是一个农民，后来当上了乡村牧师。他们家本来没有姓氏，因家门口有一棵古老的菩提树（Linden），于是决定姓林德留斯（Lindelius），后来瑞典国王为了表彰他的成就，赐他爵位，尊号定为卡尔·冯·林奈。林奈的父亲十分热爱园艺，在自家门口开辟了一个花园。这座花园对林奈影响很大，使他后来走上了博物学的道路。他虽然像同龄孩子一样上学接受教育，但学业并不突出，只是对树木花草有异乎寻常的爱好。1727年，林奈进入龙德大学，次年改入乌帕萨拉大学。在大学期间，他系统学习了博物学以及采制生物标本的知识和方法，成为小有名气的博物学家。1732年，林奈与一个探险队来到瑞典北部拉普兰地区进行野外考察，在这块方圆4600英里的荒凉地带发现了100多种新植物，收集了不少宝贵的资料。1735年，林奈周游欧洲各国，先是在荷兰取得了医学博士学位，并于同年出版了《自然系统》第一版。在此书中，他首次提出了以植物的性器官为依据的分类方法。《自然系统》第一版很薄，只有12页，但立即产生了影响。等他1738年回到故乡时，已经很有名气了。1739年，他就任斯德哥尔摩科学院第一任主席。1741年回到母校乌帕萨拉大学任教，著书立说，直至1778年1月10日去世。
林奈在生物学中最主要的工作是建立了人为分类体系和双名制命名法。在他看来，“知识的第一步，就是要了解事物本身。这意味着对客观事物要具有确切的理解；通过有条理的分类和确切的命名，我们可以区分并认识客观物体……分类和命名是科学的基础”。初版于1735年、以后多次再版的《自然系统》一书，是林奈人为分类体系的代表作。在书中，林奈把自然界分为三界：动物界、植物界和矿物界。对植物界，林奈依雄蕊和雌蕊的类型、大小、数量及相互排列等特征，将植物分为24纲、116目、1000多个属和10000多个种。纲、目、属、种的分类概念是林奈的首创。他的主要工作虽然在植物学领域，但也将人为分类法运用到了动物界。在出版于1746年的《瑞典动物志》一书中，林奈将动物分为六大纲（哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲及蠕虫纲）。引人注目的是，他发现了人与类人猿在身体构造上的相似性，从而将猿类与人归入同一个属。这大概是近代以来首次尝试确定人类在动物界的位置。
在发表于1745年的《欧兰及高特兰旅行记》中，林奈提出了他的双名制命名法，并在1753年的《植物种志》一书中全面推广使用。所谓双名制，即所有的物种均用两个拉丁单词去命名。属名在前，种名在后，学名由属名和种名组成。这种命名方式简明而又精确，很快得到了生物学界的公认，结束了从前在生物命名问题上的混乱局面。
林奈一直没有停止过根据新的材料增订修改《自然系统》一书。他生前，该书一共出过12版。初版才12页的小书，到1768年第12版时已成了1327页的巨著。其间林奈的思想也有不少变化。一开始，林奈坚信物种是不变的。在《自然系统》初版中，他说：“由于不存在新种，由于一种生物总是产生与其同类的生物，由于每种物种中的每个个体总是其后代的开始，因此可以把这些祖先的不变性归于某个全能全知的神，这个神就叫作上帝，他的工作就是创造世界万事万物。”但是随着新种、亚种、杂种和变种的不断发现，物种绝对不变的概念也受到了冲击。林奈本人后来还是在一定程度上承认了物种的可变性。
林奈自己意识到人为体系的局限性。他说：“人为体系只有在自然体系尚未发现以前才用得着；人为体系只告诉我们辨识植物，自然体系却能把植物的本性告诉我们。”但他又认为，自然体系过于复杂和随意，很难成功地建立。事实上，直到达尔文进化论创立之后，自然体系才有可能真正建立起来。
林奈生前在国内外学界享有崇高的威望。他被作为瑞典的骄傲和国宝。人们不再让他亲自冒险出去旅行考察，而让他的学生们从各地给他带回标本。不少青年学生在探险中丧生，这使他十分悲伤。1761年，国王册封他为贵族，并获得今日“卡尔·冯·林奈”的尊贵名字。1778年去世时，他的葬礼极为隆重。林奈死后，他的藏书和收藏的标本被富有的英国博物学家史密斯买去了。等到瑞典人意识到他们丢失了多么贵重的东西时，已经太迟了。据说瑞典海军曾接到命令派军舰追赶装载林奈遗物的英国船只，但英国船太快，未能追上。
林奈本人虽然抗拒进化思想，但他的生物分类工作客观上推动了进化思想的成长。
