Хорошо известны слова К.А. Тимирязева о том, что всеми своими достижениями физиология XIX в. обязана применением к изучению явлений жизни, физических и химических методов исследования.
Глубокое воздействие эволюционной теории Ч. Дарвина на всю биологию, вызвавшее революцию в этой науке, определялось утверждением в ней исторического метода изучения биологических явлений.
Конечно, если подходить строго, то исторический метод, утвердившийся в биологии благодаря Ч. Дарвину, нельзя рассматривать равнозначным какому-либо экспериментальному методу. Это была скорее концепция, новый принцип изучения органического мира, вызвавший полную перестройку теоретических основ биологии, способа мышления в этой науке. Но на этом примере как раз и выявляется тесная взаимосвязь теории и метода. Научный метод всегда имеет определенные идейно-теоретические предпосылки, и если он действительно расширяет возможности познания, то в свою очередь ведет к новым теоретическим обобщениям. Так, метод условных рефлексов, открытый И.П. Павловым, отвечал его системе взглядов на отношения организма со средой, обусловленность поведения взаимодействием организма с внешними воздействиями, его взглядам на природу психической деятельности, которые он воспринял от И.М. Сеченова. Используя же метод условных рефлексов, И.П. Павлов развил стройное учение о работе коры больших полушарий головного мозга, создал учение о высшей нервной деятельности.
Таким образом, если создание нового научного метода, как правило, связано с возникновением новых теоретических представлений, то открытие принципиально нового научного метода в свою очередь всегда вызывает перестройку установившихся теоретических представлений, а новая теория становится исходным пунктом пересмотра накопленного наукой материала, в том числе ее методов, и в этом смысле играет роль инструмента углубления знаний. Такое взаимодействие тем более сложно, что на самом деле оно происходит не только между теорией и методом, но между ними и каждым из них с предметом исследования, который сам изменяется в процессе развития науки и, в конечном счете, играет определяющую роль в этом взаимодействии, поскольку отражает определенные стороны реального объекта, существующего независимо от нашего сознания.
Примерно с середины 40-х годов нашего века начали быстро накапливаться данные о биохимических основах жизни. Наука стала проникать в неизведанную область химических и физических процессов, протекающих в организмах на молекулярном уровне, т. е. охватывать новые стороны объекта, которые оставались до того скрытыми от нас. Начался бурный рост новых отраслей науки, стоящих на грани биологии, с одной стороны, физики и химии, с другой — таких, как биохимия, биофизика, радиобиология. Возникла молекулярная биология, которая стремится сочетать методы и данные химии, физики и биологии и раскрыть биологические функции молекул различных химических веществ и пути осуществления этих функций.