系统生理学是研究生理功能的系统生物学，包括器官系统层次和分子细胞系统层次生理过程的系统生物学研究，采用系统科学、计算机数学模型和实验技术方法整合的生理系统研究。应用数学、物理学、化学中的信息论、控制论、系统论与非线性动力学研究分子、细胞与器官、系统层次的生理活动，早期的系统生理学与器官系统生理学存在重叠方面，术语“systems physiology”出现在Sagawa K.于1973发表的论文（美国NIH的医学文献数据库Pub-Med可检索到）；但是，其中涉及数学模型、计算机模型与控制论以及非平衡热力学部分为现代系统生理学，包括神经控制论、生物控制论，以及免疫、内分泌、心血管、生理生化等系统论与数学模型研究。

基础

20世纪中页，美籍奥地利理论生物学家贝塔郎菲创立了一般系统论与“有机体生物学”，并阐述了采用开放系统理论、数学模型与计算机方法研究生物学，“systems biology”词汇在Zieglgansberger W和Tolle TR. 于1993年发表的论神经疾病的论文中。

发展

随着21世纪系统生物学的重新兴起，系统生理学也发展到细胞与分子系统生理学时期，采用组学生物技术、计算生物技术和分子生物技术等整合分子系统、细胞系统和器官系统的生理学模型。