分子生物学的中心法则(central dogma of molecular biology)描述了这样一个过程：DNA序列是遗传信息的储存者，它可以自主复制，并通过转录生成信使RNA、翻译生成蛋白质的过程来控制生命现象。这一法则，首先由英国分子生物学家F.H.C.克里克（Francis Harry Compton Crick，1916～2004）于1958年提出。整个流程可以分为三大过程：转录、翻译和DNA复制。后来发现某些病毒的RNA也可以自我复制，还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中RNA在逆转录酶的作用下可以合成DNA。

生物系统在分子层次上，基因是遗传的信息单位，蛋白质则是具有生物功能的最小单位，蛋白质是根据基因转录、翻译而来，反过来去调控其他基因及其产物的表达，实现相应的生理行为，这反映了基因及其产物在体内的作用。基因在一定条件下才能转录、翻译成蛋白质，然后通过蛋白质的相互作用进行相应的功能性活动，如在基因调控、蛋白质的翻译后的修饰、新陈代谢、细胞凋亡或修复等。随着基因组学的研究和高通量技术的发展，反映各类生命系统中组分间相互关系的数据量迅速膨胀。人们利用这些数据可描绘相应的生物网络，如基因转录网络、蛋白质相互作用网络。

细胞一直监视着外界环境，并计算每种蛋白质的需要量，这种信息处理能力很大程度上是由转录网络来实施的，它决定了每种蛋白质的生成速率。细胞使用一种被称为转录因子的特殊蛋白质作为标记，来表征环境的状态。转录因子通常被设计成能在激活分子和失活分子状态之间迅速转换，其速率由特殊的环境信号来调节。每一个转录因子能够与DNA结合，从而调节转录特定靶基因的速率。转录网络用来描述转录因子和基因之间的相互作用。

有一些蛋白质可以以单体的形式发挥作用，但大部分蛋白质都是和伴侣分子或是与其他蛋白一起发挥作用。即使是以单体的形式发挥作用的蛋白也往往受到其他蛋白质（酶）的修饰，从而处在不同的活性状态。这就意味着在生物调控网络中存在一个巨大的蛋白质相互作用网络。

从转录、翻译，到蛋白质相互作用产生生物作用，都可以用生化动力学来描述，通常表现为常微分方程组的形式。随机方法的发展也为生物调控网络的描述提供了强有力的武器。生化动力学是基于质量作用定律的，该定律认为反应速率与分子或离子的碰撞概率成正比，而这个概率是与相应反应分子为指数的反应物浓度成正比的。生化反应是系统生物学的一个基本问题，它与物理反应、一般的化学反应不同之处在于大多数生化反应中酶起着重要作用，它能够帮助底物转化为产物。酶有如下重要特征：①有的酶可以让化学反应速度提高数百万倍，有的酶则会降低化学反应速度。②大多数酶只能催化某种或某类生化反应。③复杂的生化反应中酶的活性往往受到调控，从而能够非常有效地控制生理进程。

生物网络的复杂性在于个体的异质性与边的随机性，这导致生物网络不仅有非常复杂的拓扑结构，还有非常复杂的耦合。

生物网络作为一种复杂网络，除了具有一般复杂网络的性质，还有自己的特有性质：①种类繁多。②稀疏性。③无标度性。④自适应性与敏感性。