תוֹכֶן
מהאורגניזם הפשוט ביותר של תא אחד ועד לאדם המורכב, ישנם זנים מרשימים של יצורים חיים על פני כדור הארץ. ביולוגיה היא חקר כל צורות ומערכות החיים. על מנת לחקור את המגוון יוצא הדופן של מערכות אלה, חשוב להבחין תחילה ביצורים חיים ואינם חיים. אין מאפיין אחד המגדיר את החיים. במקום זאת, ישנם מאפיינים מסוימים המשותפים בדרך כלל למערכות חיות, אשר חסרות מערכות לא-חיות. יצורים חיים חייבים לכלול את כל המאפיינים הבאים, ולא רק אחת מהתכונות הללו. לדוגמא גבישי סוכר ומלח צומחים, אך הם אינם יצורים חיים.
מורכבות וארגון קיצוני
יצורים חיים מורכבים ומאורגנים ביותר. מערכות שאינן חיות כמו יבשה, מים ואוויר הן תערובות אקראיות של תרכובות פשוטות. אורגניזמים חיים מורכבים מאותם "לבנים", אך מאורגנים בצורה מאוד ספציפית ומורכבת. לבנים אלה - אטומים ומולקולות - מסודרות ליצירת תאים והמבנים המיוחדים השונים הנמצאים בתוכם. לאחר מכן התאים מארגנים את עצמם ליצירת רקמות, אשר בתורן יוצרות מערכות איברים באורגניזמים גדולים יותר, כמו בני אדם.
השגת ושימוש באנרגיה
לכל יצור חי יש מטבוליזם כלשהו. המשמעות היא שהם מפיקים אנרגיה מהסביבה ומשנים אותה. אנרגיה משמשת לשמירה וליצירת ארגון אופייני של יצורים חיים. מקור האנרגיה המקורי עבור רוב האורגניזמים החיים על פני כדור הארץ הוא השמש. צמחים הופכים את אנרגיית השמש לאנרגיה כימית באמצעות פוטוסינתזה. בעלי חיים ואורגניזמים אחרים משיגים את האנרגיה שלהם באמצעות זו המאוחסנת על ידי צמחים. צורה של חילוף חומרים היא אחד המאפיינים החשובים ביותר של החיים, מאחר וללא ספיגת אנרגיה מתמדת, רוב האורגניזמים מתפרקים ומתים.
הומאוסטזיס
יצורים חיים הם הומאוסטטיים. המשמעות היא שיש להם את היכולת להישאר יציבים. לדוגמא, בני אדם נותרים הומאוסטטיים על ידי ויסות טמפרטורת גוף קבועה של כ- 37 מעלות צלזיוס. למרות שלא כל היצורים החיים שומרים על טמפרטורה קבועה, כולם הומאוסטטיים בהרכב הכימי שלהם.
תגובה לגירויים
אורגניזמים שונים מגיבים למגוון רחב של גירויים. עם זאת, היכולת להגיב לגירויים היא מאפיין בסיסי וכמעט אוניברסלי של יצורים חיים. מכיוון שהם מועילים או יצרניים לאורגניזמים חיים, התגובות שלהם לסביבתם נבדלות לעיתים קרובות מתגובות במערכות שאינן חיים.
שִׁעתוּק
יצורים שאינם חיים אינם מדגימים יכולת להתרבות בגודל, צורה ומבנה פנימי כמעט זהים, כפי שעושים יצורים חיים. אורגניזמים חיים מייצרים יותר עותקים של עצמם באמצעות שיטות כגון מיוזה, מיטוזה ורבייה מינית ולא מינית. המגוון הביולוגי העצום של כדור הארץ הוא תוצאה של רבייה מינית של יצורים חיים.
צמיחה, התפתחות והסתגלות
צמיחה ופיתוח הם הרחבה ישירה של ארגון ומורכבות, האופייניים לכל היצורים החיים. אורגניזמים אלה מותאמים לסביבות בהן הם חיים ולאופן הפעולה שלהם בסביבות אלה. זהו תוצר של דורות של עיבודים ופיתוח. החיים אינם מרמזים על צמיחה מתמשכת והזדקנות מתרחשת כאשר הגוף אינו מסוגל לשמור על יכולתו להחלים.