研究生命現象的機制時，需要從各個不同水平提出問題進行研究。根據研究的層次不同，生理學研究可以分成三個水平。

　　一是關于生命現象的細胞和分子機制的研究。生理活動的物質基礎是生物機體，構成機體的最基本結構和功能單位是各種細胞，每一器官的功能都與組成該器官的細胞的生理特性分不開，例如肌肉的功能與肌細胞的生理特性分不開，腺體的功能與腺細胞的生理特性分不開，等等。然而，細胞的生理特性又決定于構成細胞的各個物質的物理化學特性，尤其是生物大分子的物理化學特性。例如心臟之所以能搏動，是由于肌細胞中含有特殊的蛋白質，這些蛋白質分子具有一定的結合排列方式，在離子濃度的變化和酶的作用下排列方式發生變化，從而發生收縮或舒張的活動。因此，對心臟功能的功能的研究需要在肌細胞和生物大分子的水平上進行。這類研究的對象是細胞和它所含的物質分子，可稱為細胞和分子水平的研究。這方面的知識稱為普遍生理學或細胞生理學。

　　二是關于機體內各器官和系統的功能的研究。這方面的研究著重于闡明器官和系統對于機體有什么作用，它是怎樣進行活動的，它的活動受到哪些因素的控制，等等。例如，關于心血管組成的血液循環系統的生理功能研究，需要闡明心臟各部分如何協同活動、心臟如何射血、血管如何調配血液供給、血管內血液流動的動力和阻力、心血管活動如何調節等規律。這類研究要對完整的心臟、血管和循環系統進行觀察，是以器官和系統作為研究對象的，稱為器官和系統水平的研究。這方面的知識稱為器官和系統生理學。

　　三是關于機體內各器官、系統的相互聯系和相互影響，以及機體與環境之間相互聯系和相互影響的研究。由于人體生理學的研究對象是人的機體，整個人體的生理活動并不等于心、肺、腎等器官生理功能的簡單總和，而是在各種生理功能之間體現著彼此相互聯系、相互制約的完整而協調的過程。人的生理活動還具有個體的特點，并且隨著個體生活條件的變異而不斷變化發展著。機體內的這種聯系制約、變化發展的規律也是需要加以研究的。例如，在完整人體內心臟搏動的頻率和力量，會受體內外環境條件、人體的健康情況以及情緒等因素的影響。在這里，研究的對象是整個機體，可稱為整體水平的研究。