Поділ науки на окремі галузі знань в давні віки ще не існувало і фізіології, як такої, не існувало.

Середні віки принесли мало знань про діяльність організму. Уява про фізіологічні функції ґрунтувалась лише на основі анатомічних даних. Уся теоретична фізіологія зводилась до постулатів римського анамома Галена.

Епоха Відродження справила різнобічний вплив на розвиток фізіології. У XVI – XVII ст. ст. почали бурхливо розвиватись природничі науки, що було викликано зростаючими потребами виробництва.

У XVII ст. зародились такі науки, як ятрохімія і ятрофізика.

Представником ятрохімії був Парацелье (1493-1541), який широко застосовував різні хімічні речовини для лікування. Він вважав, що основу життєвих процесів складають хімічні явища. Представником ятрофізики був Галілей(1564-1642). Він вважав, що вирішальне значення в розвитку будь-якої науки належить вимірюванням.

На протязі XVI-XVII ст. видатні відкриття належать вченим Італії, Голландії, Англії та Франції. В середині XVII ст. розвитку фізіології сприяло винайдення мікроскопа А. Левенгуком (1632-1723). Мальпігі (1628-1694) своїми дослідженнями сприяв мікроскопічному вивченню функцій нирок, легень, кровообігу.

Початок XVII ст. відзначене внеском у розвиток фізіології французького філософа Рене Декарта (1596-1650); англійського лікаря Вільяма Гарвея (1578-1657).

Величезною заслугою Декарта стало запровадження в фізіології поняття про рефлекторний принцип діяльності організму.

Англійський фізіолог У. Гарвей відіграв велику роль в розвитку науки. На основі своїх експериментів він описав роботу серця та велике і мале кола кровообігу.

У 1700 р. голландець Г. Бурхав (1668-1738), який мав цілу школу послідовників, написав перший підручник з фізіології.

велику роль у фізіології відіграв А. Галлер (1708-1777). Він описав механізм дихання, висловив ідею про роль заліза в переносі газів. Йому ж таки належить грунтовна праця — керівництво для лікарів, в якій він дів аналіз усіх відкриттів минулого.

В кінці XVIII ст. італійський фізик та природодослідник Л. Гальвані (1737-1798) довів присутність в тканинах „тваринної електрики”.

К. Матеуччі (1811-1868) продовжив досліди з „тваринною електрикою”. Так були закладені основи дослідження процесу збудження.

Таким чином, до початку XIX ст. було внесено багато цінного в розумінні роботи таких систем, як кровообіг та дихання. Але в більшості розділів фізіологічної науки не було закладено навіть самих загальних положень.

Початок XIX ст. ознаменувався дослідженнями вчених Англії та Франції Германії.

Становлення фізіології, як самостійної науки відбулось в середині XIX ст. Цьому сприяли три надзвичайних відкриття:

1. 1. відкриття закону збереження енергії Р.Майєром та Г. Гельмгальцем (1821-1894);
2. 2. положення видів Ч. Дарвіна (1802-1882);
3. 3. клітинна будова організмів (Т. Шванн, 1804-1881).

Велика заслуга в розробці експериментальних методик з реєстрацією результатів та їх кількісною оцінкою належить німецькому фізіологу К. Людвігу (1816-1895). Він запропонував кімограф і ртутний манометр, «кров’янний годинник» для вимірювання швидкості кровотоку та багато інших приладів. Цей вчений був засновником та керівником однієї з найкращих шкіл фізіології. Молоді дослідники з різних країн приїздили до Людвіга навчатись експериментальної майстерності.

У Франції в цей період набув світової слави К. Бернар (1813-1878), котрому належать численні відкриття та створення нової галузі знань — експериментальної патології.

Всесвітньо відомими стали роботи Н.Є. Введенського та А.А. Ухтомського, які досліджували властивості збудливих тканин, координацію процесів в нервових центрах. Ухтомський став автором теорії про домінанту як про головний принцип координації функціонування ЦНС.

Велике значення в розвитку світової фізіологічної науки має наукова діяльність І.М. Сеченова (1829-1905_. Він вперше виділив та проаналізував розчинені в крові гази, збагатив своїми відкриттями фізіологію ЦНС, вніс нові положення у рефлекторну теорію, вперше в історії науки ввів фізіологічні основи в пояснення психічної діяльності.

На рубежі XIX і XX ст. ст. розгорнулась діяльність великого російського фізіолога І.П. Павлова (1849-1936). Іван Петрович Павлов првів видатні дослідження з питань регуляції кровообігу, фізіології травлення. За роботи з фізіології травлення у 1904 р. йому було присуджено Нобелівську премію. Вінцем наукової творчрсті Павлова було створення нового розділу фізіології — вчення про ВНД. До Павлова не було методів, які дозволили б фізіологам вивчати психічні процеси. Використовуючи розроблений ним метод умовних рефлексів, І.П. Павлов вперше дослідив фізіологічні закономірності діяльності кори великих півкуль.

Паралельно з так званим „нервізмом”, який розвинувся в Росії, і за яким в усіх реакціях організму головну роль відіграє ЦНС, в Європі виникла школа дослідників гомеостазу, яка спиралась на дослідження К. Бернара. Під гомеостазом розуміють універсальну властивість всіх організмів зберігати постійність діяльності різних систем у відповідь на зовнішні впливи, що порушують цю постійність.

Поняття про гомеостаз стимулювало вивчення процесів саморегуляції функцій організму. В роботах, присвячених регуляції гомеостазу, знайшла широке розповсюдження ідея про визначальну роль гуморальної регуляції. В подальшому ця ідея дістала розвиток в працях видатного канадського патолога та фізіолога Г. Сельє, який досліджував гормональні механізми реакції організму на зовнішні „стресогенні” впливи.

Не можна обійти увагою вагомий вклад у розвиток фізіології психіки видатного науковця, геніального психіатра З. Фрейда. В його працях з психоаналізу розвинена ідея про визначальну роль інстинктів в діяльності людини, і зокрема, статевого інстинкту.

Фізіологи наших днів отримали нові технічні можливості для проведення фізіологічних експериментів. Стала можливою одночасна реєстрація багатьох функцій органів і систем та їх комплексне вивчення.

Змінився і підхід до постановки експерименту. Функції вивчаються в динаміці, в умовах дозування функціональних навантажень, з врахуванням вікового аспекту.

Характерною особливістю сучасної фізіології є поглиблення аналітичного напрямку. Вивчаються процеси в клітинах, мембранах і навіть молекулярні процеси.

Поряд із заглибленням у мікросвіт фізіологи продовжують дослідження діяльності організму як цілого.

Сучасна фізіологія включає в себе саме широке вивчення механізмів адаптації організму людини до різноманітних умов, які є не лише природніми (біологічними), але також породженими науково-технічними досягненнями.