「物競天擇，適者生存」，人類為了自身的生存，早已懂得就地取材，利用各種自然資源作為食物、醫藥和日常生活所需。這樣就開始了古人對各種動植物的探索歷程，中國古代生物學的知識也是在不斷探索的過程中得以積累。先秦時期是中國古代生物學的萌芽時期。中國現存最早的歷史文獻《詩經》就包含了大量植物學知識。孔子認為學習《詩經》可以了解各種動植物的名稱。

春秋戰國時期，諸子百家爭鳴，各諸侯國學者間廣泛的學術交流使生物學知識迅速積累。《禹貢》、《管子‧地員》、《周禮》和《山海經》、《呂氏春秋》等著作都包含了許多有關生物分佈和生態學方面的知識。此外，《黃帝內經》等醫學著作還包含了一些解剖學方面的知識。

秦漢以後，國家版圖不斷擴大，出現了一些影響深遠的生物學著作。其中一類是地方官員在新地域考察時，記述當地生物資源和社會風俗的作品，一般以「異物志」、「水土記」等稱之。這類著作細緻地介紹各種各樣的新生物的形態、習性和分佈等。另一類是對《詩經》中出現的生物種類的別名、形態、習性和產地作解說的著作。三國時期陸璣《毛詩草木鳥獸蟲魚疏》是其中的代表作，它是中國古代第一本純粹的綜合性生物學著作，還有一類是藥物學著作，最早的作品成書於東漢年間的《神農本草經》。這類著作集中記述可用於治病和食用的動植物。

兩晉南北朝時期是中國古代生物學的分化和孕育時期。隨着園林藝術和學術的發展，開始出現一些比較專門的生物學著作。如東晉戴凱之的《竹譜》和作者不詳的《魏王花木志》。

唐宋是中國古代生物學發展的形成時期，一些具有影響力的生物學著作都在此時出現，如《庭園草木疏》、《茶經》、《平泉山居草木記》，以及《酉陽雜俎》、《嶺表錄異》等博物學著作。唐宋時期的本草著作，如《新修本草》、《圖經本草》和《本草衍義》也在很大程度上反映了當時人們在描述生物形態和繪圖方面所達到的水準。

元明清時期是中國古代生物學的發展時期。元代李行的《竹譜詳錄》是一部兼具科學與藝術價值的作品。而明代則出現了《救荒本草》、《閩中海錯疏》等出色的地區性動植物志，還有《譚子彫蟲》等綜合性動物學著作和《華夷草木鳥獸珍玩考》、《群芳譜》等資料彙編性質的集大成著作。本草學著作，如《本草綱目》也有很高的生物學價值。