Fizjologia to poddziedzina biologii, która koncentruje się na badaniu funkcji ludzkiego ciała, w tym współpracy głównych procesów na poziomie komórkowym i molekularnym. Fizjologia systemów obejmuje poznawanie struktur fizycznych, narządów tworzących różne układy ciała oraz ich usytuowania. Chociaż głównym celem fizjologii systemów jest funkcja organizmu, często odwołuje się ona do anatomii, ponieważ omawia funkcję poszczególnych struktur. Elementy ciała często spotykane w badaniach fizjologii systemów obejmują procesy fizjologiczne, mechanizmy regulacyjne i ich układy sprzężenia zwrotnego, układ sercowo-naczyniowy i neuroprzekaźniki.
Procesy fizjologiczne odnoszą się do mechanizmów regulacyjnych, dzięki którym organizm jest podtrzymywany i jak dostosowuje się do zmian środowiskowych. Poprzez pięć zmysłów ludzkie ciało stale otrzymuje informacje o otoczeniu w postaci bodźców zewnętrznych, które działają na rzecz utrzymania równowagi zwanej homeostazą.
Mechanizmy regulacyjne są systemami pozytywnego lub negatywnego sprzężenia zwrotnego. Na przykład, jeśli temperatura ciała stanie się zbyt wysoka lub spadnie poniżej normy, ten stan faktycznie wyzwala reakcję, która przeciwdziała zmianie, przywracając ją z powrotem do prawidłowego zakresu. Jest to system negatywnego sprzężenia zwrotnego, a większość procesów biofeedback należy do tej kategorii. Dzięki mechanizmom pozytywnego sprzężenia zwrotnego proces nie jest odwrócony, ale zintensyfikowany, jak przy porodzie. Każdy skurcz wyzwala inny, a siła i intensywność rosną z każdym kolejnym i nie kończą się aż do narodzin dziecka.
Układ sercowo-naczyniowy jest również częścią fizjologii systemów, która obejmuje rzut serca, regulację ciśnienia krwi i przewodzenie bicia serca, a także układ nerwowy. Układ krążenia składający się z serca, krwi i naczyń krwionośnych jest głównie odpowiedzialny za transport składników odżywczych, w tym tlenu, hormonów i odpadów. Układ nerwowy dzieli się na centralny i obwodowy — podczas gdy ośrodkowy układ nerwowy obejmuje mózg i rdzeń kręgowy, obwodowy odnosi się do wszystkich innych nerwów. Neurony są w stanie przekazywać impulsy elektryczne, przydatne do przenoszenia istotnych informacji, takich jak bodźce zewnętrzne i wewnętrzne, takie jak ból.
Fizjologia systemów komórek nerwowych obejmuje sposób, w jaki zachodzi przewodzenie impulsów i jak są one przekazywane. Neuroprzekaźniki to substancje chemiczne, które odgrywają kluczową rolę w przekazywaniu sygnałów do receptorów, a ich działanie jest pobudzające lub hamujące. Niektóre neuroprzekaźniki odpowiadają za pobudzenie, inne równoważą nastrój. Narkotyki, alkohol, stres i dieta wpływają na funkcjonowanie neuroprzekaźników.
Czasami dochodzi do zakłócenia normalnego funkcjonowania, a patofizjologia jest gałęzią fizjologii systemów, która bada stany chorobowe i ich specyficzny wpływ na organizm. Patologia ma w tym swój udział, ale skupia się na tym, co dzieje się fizycznie w wyniku choroby, a nie na faktycznym funkcjonowaniu.