Организм — это самостоятельно существующая единица органического мира, представляющая собой саморегулирующуюся систему, реагирующую как единое целое на различные изменения внешней среды. Организм может существовать лишь при постоянном взаимодействии с окружающей его внешней средой и самообновляется в результате такого взаимодействия. Как подчеркивал И. М. Сеченов, «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен».
Характерным для всякого организма является определенная организация его структур. В простейших живых организмах — вирусах — имеется лишь организация составляющих его молекул белка и нуклеиновых кислот. Здесь можно говорить о молекулярном уровне организации организма. Более высокоорганизованные одноклеточные организмы, такие, как парамеция, характеризуются более сложной структурой: внутри клетки дифференцируются ядро, митохондрии, поверхностные и внутрипротоплазматические мембраны, вакуоли. Здесь уже имеется надмолекулярный, клеточный уровень организации, при котором происходит некоторое разделение, дифференциация функций разных внутриклеточных образований. Например, двигательная функция осуществляется внутриклеточными сократительными фибриллами, жгутиками и ресничками; функции пищеварения и выделения в некоторых клетках осуществляются вакуолями и т. д.
В многоклеточных организмах в процессе их эволюционного развития происходит дифференциация клеток, т. е. появляются различия в их размерах, форме, строении и функциях. Из одинаково дифференцированных клеток образуются ткани, характерным свойством которых являются структурное объединение, морфологическая и функциональная общность и взаимодействие клеток. Различные ткани специализированы по своим функциям, т. е. приспособлены к выполнению разных процессов жизнедеятельности. Так, мышечная ткань специализирована на выполнении двигательной функции, и характерным ее свойством является сократимость, железистая ткань специализирована на образовании и выделении ее клетками некоторых химических соединений (гормонов, ферментов и др.). Будучи приспособлены к выполнению определенного вида деятельности, высокодифференцированные клетки тканей вместе с тем осуществляют общие для всех клеток функции: обмен веществ, питание, дыхание, выделение. Наличие взаимодействия между клетками, образующими ткань, сложность структуры и специализация функций тканей обусловливают их морфологическое и функциональное своеобразие, что является основой для выделения тканевого уровня организации живого организма.
На определенном этапе видового и индивидуального развития организмов образуются органы, построенные из различных тканей. Органы — это анатомические образования, характеризующиеся своеобразным структурным и функциональным объединением разных тканей. Они представляют собой рабочие аппараты организма, специализированные на выполнении сложных видов деятельности, необходимых для существования целостного организма. Так, сердце выполняет функцию насоса, перекачивающего кровь из вен в артерии, почки — функцию выделения из организма конечных продуктов обмена веществ и функцию поддержания постоянства концентрации электролитов в крови, костный мозг — функцию кроветворения и т. д.
Наличие структурно и функционально различных органов в организме позволяет говорить об органном уровне его организации.
Совокупности органов, участвующих в выполнении какого-либо сложного акта деятельности, образуют анатомические или функциональные объединения — системы органов. К их числу принадлежат нервная и эндокринная системы, регулирующие деятельность всех органов тела, и системы органов локомоции (перемещения в пространстве), дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения, размножения. Среди всех этих систем особое значение в целостном организме имеет нервная система, объединяющая и регулирующая состояние и деятельность всех остальных систем организма и определяющая его поведение во внешней среде. Наличие систем органов, каждая из которых специализирована на выполнении каких-либо видов деятельности организма как целого, определяет системный уровень организации.
Каждый из перечисленных уровней организации живых организмов характеризуется своими особыми, присущими ему физиологическими закономерностями, которые не могут быть поняты путем изучения других уровней. Для выяснения процессов, происходящих на разных уровнях организации живого организма, требуются различные методические приемы и разная инструментальная техника. Следует подчеркнуть, что для познания функций высших организмов необходимо изучение всех — молекулярного, клеточного, тканевого, органного и системного — уровней организации организма и синтезирование всех сведений, которые при этом получают исследователи. Это обусловлено тем, что, обладая сложной организацией, живой организм представляет собой единое целое, в котором деятельность всех его структур, клеток, тканей, органов и их систем — согласована и соподчинена этому целому.