Успехи современной физики и химии позволили раскрыть некоторые закономерности тончайшего строения и функций клеток и разных органоидов клетки. Выяснение строения дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) кислот позволило обнаружить закономерности синтеза белков в клетках. Для физиологии существенное значение имеет программирование в нуклеиновых кислотах наследственных особенностей строения и функций организма, их участие в процессе памяти. Новые методы физики и химии значительно продвинули наши представления о функциях различных отделов нервной системы, о передаче импульсов но нервным путям и с нервов на органы, вооружили способами направленных изменений функций организма. Благодаря новым физическим методам исследования обнаружены ранее неизвестные факты о работе органов чувств, а в современной биологической химии разработаны способы синтеза некоторых белков, имеющих большое значение для регуляции функций.
Исключительное значение для развития физиологии имеют биофизика, изучающая физические процессы в организмах, и биохимия, изучающая химические процессы в организмах.
Для физиологического анализа используются современные математические методы и идеи кибернетики и автоматического регулирования, которые особенно плодотворны при изучении физиологии органов чувств и нервной системы, восприятия, узнавания, поведения и обучения. Для анализа и учета результатов эксперимента используются электронно-вычислительные машины.
Биология как «наука о динамике органического мира» (К. А. Тимирязев), о закономерностях эволюции организмов и их функций оказывает значительное влияние на развитие физиологии, особенно эволюционной. В свою очередь физиология как раздел биологии, изучающий процессы жизни отдельного организма на основе общебиологических законов, имеет важное значение для развития биологии.