Biyoloji kısaca, canlıların yapısal özelliklerini, hayat süreçlerini ve işlevlerini inceleyen Hayat Bilimi olarak tanımlanmaktadır. Geniş anlamda Biyoloji; canlıların yapı, köken gelişme, büyüme, çoğalma, işlev ve dağılışlarını konu alır. Biyolojinin bitkilerle uğraşan bilim koluna ise Botanik (Bitki Bilimi) adı verilir. Botanik bilimi bitkileri inceleme konularına göre; Bitki Biyolojisi, Bitki Morfolojisi, Bitki Anatomisi, Bitki Sistematiği, Bitki Fizyolojisi, Bitki Genetiği, Evrim, Farmasötik Botanik, Etnobotanik, Bitki Sosyolojisi, Bitki Ekolojisi, Paleobotanik, Bitki Coğrafyası gibi çeşitli bölümlere ayrılır.

Botanik ile ilgili, kayıtlara geçen bilimsel çalışmalar MÖ 300 yıllarına kadar uzanmaktadır. Theophrastos bitki sınıfları ile ilgili hazırlamış olduğu Historia Plantarum (Bitkiler Tarihi) adlı eserinde 455 bitki türüne ait bilgiler vermiştir. Gaius Plinius (MS 23 – 79) Doğal Bilimler Tarihi adlı kitabında bitkiler hakkında geniş bilgi vermektedir. Botanik terimini ilk kez Dioscorides kullanmış ve 600 tür bitkiyi tedavi için önermiştir. Gaspard Bauhin, (1623) Pinax Theatri Botanici adlı eserinde 6000′ e yakın bitkiyi incelemiştir. John Ray (1627–1705) çiçekli bitkileri tek çenekli ve iki çenekli olarak iki ana gruba ayırmıştır. xVIII. yüzyıla kadar bilim insanları bitkileri kendi kullandığı dile göre isimlendirmiştir. İsveçli Carl Linnaeus 1937 yılında yayınlanan Genera Plantarum (Bitki Cinsleri) adlı eseri ile bitkileri ikili isimlendirme ile Latince veya Latinceden türetilmiş adlarla, akrabalık durumlarına göre sınıflandırmıştır. Linnaeus’un yapmış olduğu bu sınıflandırma bazı değişikliklerle halen kullanılmaktadır.

Bitki Biyolojisi (Fitobiyoloji), bir bütün olarak bitkilerin hayatını inceleyen bilim dalıdır.

Bitki Morfolojisi, bitkilerin yaşam döngülerinin herhangi bir döneminde şekilsel olarak yapılarını inceler. Bitki Anatomisi ise daha çok bitkinin içyapılarını inceler. Bitki Anatomisi Bitki Sitolojisi (bitkileri hücre düzeyinde inceler), Bitki Histolojisi (bitkileri doku düzeyinde inceler) olmak üzere iki alt dala ayrılır.

Bitki Sistematiği, bitkileri benzerlik ve farklılıklarına göre; ayıran, sınıflandıran ve isimlendiren bir bilim dalıdır. Bu sınıflandırmayı yaparken bitkilerin filogenetik gelişimleri, doğal akrabalık ilişkileri ve orijin özelliklerine bakarak bitkiler alemini, sınıf, takım, familya, cins, tür gibi sistematik gruplara ayırır.

Bitki Fizyolojisi, bitkilerdeki yaşamsal olayların kimya ve fizik kurallarına göre inceleyerek, bu olayların bilimsel açıklamalarını yapmaya çalışır. Bitkiler çevreden belli maddeleri alır ve kendi yapılarına uygun moleküllerin sentezinde kullanarak kendi yapılarına katarlar. Bunun sonucu olarak bitkilerde metabolik değişimlerin yanı sıra büyüme, gelişme ve hareket gibi fizyolojik olaylar gerçekleşir. Bitki ekolojisi tüm bu olayları değersel verilere dayalı olarak açıklamaya çalışır. Bitki fizyolojisi ile ilgili ilk deneysel çalışmalar Helmont (1577-1644) ve Hales (1727) tarafından yapılmış olmakla birlikte, daha sonra bu konu geniş kapsamlı olarak Sachs (1832-1897), Dutrochhet (1837) ve Naegeli (1837) tarafından ele alınmıştır.

Bitki Genetiği, karakterlerin bir nesilden diğerine nasıl aktarıldığını, bitkilerdeki kalıtsal olayları inceler. Bitkilerde kalıtım bilimsel olarak Mendel (1865–1869) tarafından yapılan çalışma ile netlik kazanmıştır.

Evrim, bitkilerin yeryüzünde ortaya çıktığı zamandan günümüze değin, birey ve topluluk olarak geçirmiş olduğu değişimleri inceler.

Farmasötik Botanik, insan ve hayvan sağlığı için faydalı veya zararlı olan bitkileri ve ayrıca baharat veya gıda olarak kullanılan konu alır. Ayrıca bitkilerin çeşitli organlarından elde edilen etkin maddeler ile bunlardan hazırlanan drogları ve kullanım biçimlerini inceler.

Etnobotanik, bitki-insan ilişkilerini konu alan bir bilim dalıdır. Etnobotanik ile ilgili çalışmalar çok eski çağlara dayanmakla birlikte, bu kavram ilk kez John W. Harshberger (1895) tarafından The Purposes of Ethnobotany (Etnobotaniğin Amaçları) adlı eserinde kullanmıştır. Bitkilerin geçmişte veya günümüzde geleneğine bağlı toplumlar tarafından nasıl kullanıldığını inceleyen bilim dalına “etnobotanik” adı verilmektedir. “Ekonomik botanik” ise bitkilerin, çağımız modern insanı tarafından nasıl kullanıldığı ile ilgilenen bilim dalıdır.

Bitki Sosyolojisi, bitki toplumlarını inceleyen bir bilim dalıdır. Bitkilerin bir araya gelerek oluşturmuş oldukları; step, çayır, orman gibi toplulukların özelliklerini araştırır. Vejetasyon ile ilgili ayrıntılı çalışmalar Conrad von Gessner (1555) tarafından Descriptio montis fractis sive montis plati adlı eserinde ele alınmış, bunu J. Ray (1693)’un Historia Plantorum Generalis” adlı eseri ve De Tournefort (1717)’un Relation d’un Voyage Au Levant adlı eseri takip etmiştir.

Bitki Ekolojisi, bitkilerin birbirleri ve çevreleri ile karşılıklı etki ve ilişkilerini inceler. Ekoloji biliminin bir dalı olan bitki ekolojisi; bitkiler üzerinde etkili olan faktörleri, bitki toplumlarının yapı ve gelişimlerini, ekosistemde madde ve enerji akışını inceleyerek ekolojik dengenin bozulmasını önlemeye çalışır. Bitki ekolojisi ile ilgili ilk çalışmalar Alexander von Humboldt (1807) tarafından ele alınmış olup, bunu Schow 1823, De canolle 1855, Darvin 1853 Edward Forbes 1844 gibi bilim insanları izlemiştir. Warming (1896) ise bitki ekolojisi ile ilgili yapmış olduğu çalışmalarını Plant Ecology (Bitki ekolojisi) adlı eserinde yayınlayarak, modern anlamda bitki ekolojisi alanını ele almıştır.

Paleobotanik, bitkilerin jeolojik devirler boyunca geçirdiği değişim ve gelişimi inceler. Bunu yaparken bitki fosillerinden geniş ölçüde yararlanır. Kök, gövde, yaprak, polen gibi fosilleşmiş bitki kısımlarını inceleyerek, bitkilerin dağılışı ve evrimsel gelişimi konusunu inceler.

Bitki Coğrafyası, bitkiler alemi ile yeryüzü arasındaki ilişkileri oluş ve gelişim çerçevesi içinde araştırır. Bitkilerin meydana getirdiği sistematik grupların ve toplulukların dünya üzerindeki dağılışlarını saptar. Bitkilerin dağılışı, yetişme yeri, iklim, toprak ve diğer canlıların etkilerini, yeryüzünün jeolojik gelişimini göz önünde tutarak aydınlatır. Alanları tespit eder ve araştırılan sistematik birimin bulunduğu coğrafi alanı tanımlar. Schithüsen Bitki coğrafyası kavramının on yedinci asrın ikinci yarısında Christian Mentzel tarafından yayınlanan “Japonya florası”nda rastlandığını bildirmekle birlikte, bitki coğrafyasının temeli Alexander Von Humboldt (1793) “Flora Fribergensis” tarafından atıldığı kabul edilmektedir. Daha sonra bunu; A. Von Humboldt ve A. Bonpland (1805), Schouw (1822), Barton (1827), Meyen (1836) ve De Candolle nin yayınlamış oldukları eserler takip etmiştir.