在生物学方面，亚里士多德的门生提奥弗拉斯特（约公元前370—前286年）进一步发展了经验考察的方法，在植物分类方面做出了重要贡献，被称为“植物学之父”。他曾记载了500余种野生和人工栽培植物的种和变种，说明了动物和植物之间生理构造的不同。他将植物分为乔木、灌木、草本植物、一年生植物、二年生植物和多年生植物，并阐明了它们各自的特征和药用价值。他还对不同种类植物的繁殖进行了研究和区分。他所创立的植物分类体系对后世西方植物学的发展产生了重大影响。
医学和解剖学在希腊化时代也得到了进一步发展。赫罗菲拉斯（约公元前4—前3世纪）和埃拉西斯特拉塔（约公元前310—前250年）是希腊化时代最负盛名的医生和解剖学家。赫罗菲拉斯对人体和动物进行了系统的解剖，指出大脑是智慧之府，批评了亚里士多德认为心脏是思维器官的错误。他对大脑、神经、眼睛、内脏器官、女性生殖器官等都进行了较细致的描述，并首次对动脉和静脉作了区分。埃拉西斯特拉塔第一次把生理学作为独立学科来研究。他对肝、胆以及心脏结构的描述超过前人，对大脑、神经和血液循环系统方面的知识也有很大贡献。他认为呼吸时吸入的空气进入肺和心脏，形成生命灵气，灵气随动脉在全身流转，控制生命过程。进入大脑的灵气则变成了灵魂灵气，通过神经系统控制运动和感觉。埃拉西斯特拉塔的医学理论被古罗马名医盖伦继承和发展。