Ilmu saraf
Studi tentang sistem saraf dapat dilakukan pada berbagai tingkat, mulai dari tingkat molekuler dan seluler dengan sistem dan tingkat kognitif. Pada tingkat molekuler, pertanyaan dasar dibahas dalam neuroscience molekuler termasuk mekanisme di mana neuron mengekspresikan dan merespon sinyal molekul dan bagaimana aksonmembentuk pola konektivitas kompleks. Pada tingkat ini, peralatan dari biologi molekuler dan genetika digunakan untuk memahami bagaimana neuron berkembang dan bagaimana perubahan genetik mempengaruhi fungsi biologis. Morfologi, identitas molekul, dan karakteristik fisiologis neuron dan bagaimana mereka berhubungan dengan berbagai jenis perilaku juga menarik untuk dikaji.
Filogenetika molekuler
Kerangka teoritis untuk sistematika molekuler diletakkan pada 1960-an dalam karya-karya Emile Zuckerkandl, Emanuel Margoliash, Linus Pauling, dan Walter M. Fitch. Aplikasi sistematika molekuler dipelopori oleh Charles G. Sibley (burung), Herbert C. Dessauer (herpetologi), dan Morris Goodman (primata), diikuti oleh Allan C. Wilson, Robert K. Selander, dan John C. Avise (yang mempelajari berbagai kelompok). Penggunaan elektroforesis protein bermula sekitar tahun 1956. Meskipun hasilnya tidak kuantitatif dan pada awalnya tidak meningkatkan klasifikasi morfologi, mereka memberikan petunjuk menggiurkan bahwa konsep lama dari klasifikasi burung, misalnya, memerlukan revisi substansial. Pada periode 1974–1986, hibridisasi DNA-DNA adalah teknik dominan yang digunakan untuk mengukur perbedaan genetik.