Fiziologija je podpodročje biologije, ki se osredotoča na preučevanje delovanja človeškega telesa, vključno s tem, kako glavni procesi delujejo skupaj na celični in molekularni ravni. Fiziologija sistemov vključuje učenje o fizičnih strukturah, organih, ki sestavljajo različne sisteme telesa, in o tem, kako se vsak nahaja. Čeprav je primarni poudarek fiziologije sistemov na telesni funkciji, se pogosto sklicuje na anatomijo, saj razpravlja o funkciji posameznih struktur. Elementi telesa, ki jih pogosto najdemo pri študiju fiziologije sistemov, vključujejo fiziološke procese, regulativne mehanizme in njihove povratne sisteme, kardiovaskularni sistem in nevrotransmiterje.
Fiziološki procesi se nanašajo na regulacijske mehanizme, s katerimi se telo vzdržuje in kako se prilagaja spremembam okolja. Človeško telo s petimi čutili nenehno prejema informacije o okolici v obliki zunanjih dražljajev, ki vzdržujejo ravnovesje, imenovano homeostaza.
Regulativni mehanizmi so sistemi pozitivnih ali negativnih povratnih informacij. Na primer, če telesna temperatura postane previsoka ali pade pod normalno, to stanje dejansko sproži odziv, ki bo preprečil spremembo in jo vrnil v pravilen obseg. To je sistem negativne povratne informacije in večina procesov biofeedback spada v to kategorijo. Pri pozitivnih povratnih mehanizmih se proces ne obrne, temveč okrepi, kot pri porodu. Vsak popadek sproži drugega, moč in intenzivnost pa se z vsakim povečata in se ne konča, dokler se otrok ne rodi.
Srčno-žilni sistem je tudi del fiziologije sistemov, ki vključuje minutni volumen, uravnavanje krvnega tlaka in prevodnost srčnega utripa, pa tudi živčni sistem. Krvožilni sistem, sestavljen iz srca, krvi in krvnih žil, je v glavnem odgovoren za transport hranil, vključno s kisikom, hormoni in odpadki. Živčni sistem je razdeljen na centralni in periferni – medtem ko osrednji živčni sistem obsega možgane in hrbtenjačo, se periferni nanaša na vse druge živce. Nevroni so sposobni prenašati električne impulze, uporabne za prenos bistvenih informacij, kot so zunanji in notranji dražljaji, kot je bolečina.
Sistemska fiziologija živčnih celic vključuje način, na katerega poteka prevajanje impulzov in kako se prenašajo. Nevrotransmiterji so kemikalije, ki igrajo ključno vlogo pri posredovanju signalov na receptorje, njihovi učinki pa so bodisi ekscitatorni bodisi zaviralni. Nekateri nevrotransmiterji so odgovorni za stimulacijo, drugi pa uravnavajo razpoloženje. Droge, alkohol, stres in prehrana vplivajo na delovanje nevrotransmiterjev.
Včasih pride do motenj v normalnem delovanju, patofiziologija pa je veja sistemske fiziologije, ki preučuje stanje bolezni in kako specifično vplivajo na telo. Patologija ima vlogo pri tem, vendar se osredotoča na to, kaj se fizično dogaja kot posledica bolezni, v nasprotju z dejanskim delovanjem.