Fysiologia on biologian osa -alue, joka keskittyy ihmiskehon toiminnan tutkimukseen, mukaan lukien kuinka suuret prosessit toimivat yhdessä solu- ja molekyylitasolla. Systeemifysiologia sisältää oppimisen fyysisistä rakenteista, kehon eri järjestelmien muodostavista elimistä ja niiden sijainnista. Vaikka systeemifysiologian pääpaino on kehon toiminnassa, se viittaa usein anatomiaan, koska siinä keskustellaan yksittäisten rakenteiden toiminnasta. Systeemifysiologian tutkimuksessa usein havaittuja kehon elementtejä ovat fysiologiset prosessit, säätelymekanismit ja niiden palautejärjestelmät, sydän- ja verisuonijärjestelmä sekä välittäjäaineet.
Fysiologisilla prosesseilla tarkoitetaan säätelymekanismeja, joilla kehoa ylläpidetään ja miten se sopeutuu ympäristön muutoksiin. Viiden aistin kautta ihmiskeho saa jatkuvasti tietoa ympäristöstä ulkoisten ärsykkeiden muodossa, jotka pyrkivät ylläpitämään tasapainoa, jota kutsutaan homeostaasiksi.
Sääntelymekanismit ovat joko positiivisia tai negatiivisia palautejärjestelmiä. Jos esimerkiksi kehon lämpötila nousee liian korkeaksi tai laskee alle normaalin, tämä tila laukaisee itse asiassa vasteen, joka vastustaa muutosta ja tuo sen takaisin oikealle alueelle. Tämä on negatiivinen palautejärjestelmä, ja suurin osa biopalauteprosesseista kuuluu tähän luokkaan. Positiivisen palautemekanismin avulla prosessia ei käännetä, vaan tehostetaan, kuten synnytyksessä. Jokainen supistuminen laukaisee toisen, ja vahvuus ja voimakkuus lisääntyvät jokaisen kanssa ja eivät lopu ennen kuin vauva on syntynyt.
Sydän- ja verisuonijärjestelmä on myös osa järjestelmien fysiologiaa, joka sisältää sydämen tehon, verenpaineen säätelyn ja sydämenlyönnin sekä hermoston. Sydän, veri ja verisuonet koostuvat verenkiertojärjestelmä on pääasiassa vastuussa ravinteiden kuljetuksesta, mukaan lukien happi, hormonit ja jätteet. Hermosto on jaettu keskus- ja perifeeriseen – kun taas keskushermosto käsittää aivot ja selkäytimen, perifeerinen viittaa kaikkiin muihin hermoihin. Neuronit kykenevät välittämään sähköisiä impulsseja, jotka ovat hyödyllisiä olennaisten tietojen, kuten ulkoisten ja sisäisten ärsykkeiden, kuten kivun, kuljettamiseen.
Hermosolujen systeemifysiologia sisältää tavan, jolla impulssit johtavat ja miten ne siirretään. Neurotransmitterit ovat kemikaaleja, joilla on keskeinen rooli signaalien välittämisessä reseptoreille, ja niiden vaikutukset ovat joko kiihottavia tai estäviä. Tietyt välittäjäaineet ovat vastuussa stimulaatiosta, kun taas toiset tasapainottavat mielialaa. Huumeet, alkoholi, stressi ja ruokavalio vaikuttavat välittäjäaineiden toimintaan.
Joskus normaalitoiminnassa on häiriöitä, ja patofysiologia on systeemifysiologian haara, joka tutkii sairaustilanteita ja miten ne vaikuttavat erityisesti kehoon. Patologialla on osansa tässä, mutta sen painopiste on siinä, mitä tapahtuu fyysisesti sairauden seurauksena, toisin kuin todellinen toiminta.