Лабораторні експерименти проводять у спеціально обладнаних приміщеннях -лабораторіях. Найчастіше там досліджують об'єкти на молекулярному, клітинно-тканинному чи організмовому рівнях. У таких дослідженнях часто використовують піддослідні організми, яких спеціально розводять й утримують у лабораторних умовах. Виникла навіть ціла біологічна галузь - розведення лабораторних культур.

Лабораторні культури - штучні популяції організмів, окремі живі клітини або клони клітин (нащадки однієї клітини), які людина створює для наукових експериментів.

Деякі лабораторні культури дали початок промисловим культурам, які використовують для одержання потрібних людині продуктів. Цей напрям називають біотехнологією (наприклад, застосування дріжджів у хлібопекарській справі, виноробстві; бактерій і грибів - для отримання антибіотиків; розведення агентів біологічного способу боротьби зі шкідливими організмами; вирощування клонів рослинних клітин для виробництва лікарських речовин тощо).

Моніторинг (від лат. монітор — той, хто нагадує, попереджає) -це постійне стеження за перебігом певних процесів в окремих екосистемах, біосфері в цілому чи за станом конкретних біологічних об'єктів. Моніторинг здійснюють переважно на популяційно-видовому, біо-геоценотичному та біосферному рівнях. Він дає змогу не тільки визначати стан певних об'єктів, але й прогнозувати можливі зміни та аналізувати їхні можливі наслідки (наприклад, зміни клімату планети: накопичення в атмосфері діоксиду вуглецю та загальне потепління). Завдяки моніторингу є можливість розробляти заходи охорони окремих популяцій організмів, екосистем і біосфери в цілому.

Моніторинг можна проводити не лише в природі, але й за матеріалами, накопиченими в наукових установах. Наприклад, у багатьох природничих музеях зберігаються колекції видів різних груп організмів, зібрані протягом сторіч. Дослідження таких колекцій дає змогу виявити зміни ареалів чи будови організмів за певний проміжок часу, дослідити внутрішньовидову географічну чи екологічну мінливість тощо.

Моделювання (від лат. модулюс — устрій, зразок) - це метод дослідження та демонстрації структур, функцій, процесів за допомогою їхньої спрощеної імітації. Моделювання є обов'язковим етапом багатьох наукових досліджень, оскільки дає можливість вивчати об'єкти та процеси, які неможливо безпосередньо спостерігати чи відтворювати експериментально. Незважаючи на те, що будь-яка модель неминуче спрощена і не може відбивати всю складність об'єктів, процесів або явищ, які спостерігають у природі, і відображає лише загальні риси чи їх ймовірний хід, моделювання має виняткове значення, бо сприяє прогнозуванню можливих наслідків різних процесів або явищ.

Особливе місце належить математичному моделюванню, завдяки якому можна проаналізувати складні кількісні взаємозв'язки і закономірності. Математична модель - це чисельне (у вигляді системи рівнянь) вираження парних зв'язків (наприклад,