但在哈維時代，由于受研究工具的限制，關(guān)于動脈與靜脈之間的連接只能依靠臆測，當時他認為動脈血 是穿過組織的孔隙通往靜脈 的。直至 1661 年，即 在 哈維 逝世后第四年，意大利解剖學家馬爾比基 （ Marcello Malpighi, 1628~1694 ）將 伽利略 （ Galileo Galilei, 1564~1642 ） 發(fā)明的望遠鏡改制成顯微鏡，并用它發(fā)現(xiàn)了毛細血管，這才真正將 血液循環(huán)的全部路徑搞清楚，并確立了循環(huán)生理的基本規(guī)律。

      以后，隨著生物學和其他自然科學的發(fā)展，許多新的技術(shù)應用于生理學實驗研究，使生理學的研究日益深入，生理學的知識和理論不斷得到發(fā)展。另一方面，在生理學的發(fā)展過程中，由于研究對象和研究方法的分化，生理學產(chǎn)生了很多分支學科；這些分支學科逐漸發(fā)展成為獨立的學科，從生理學科分離出來，例如生物化學、生物物理學、營養(yǎng)學、藥理學、免疫學、病理生理學等。

      在 17 世紀，法國哲學家和科學家笛卡兒（ RenéDescartes, 1596~1650 ）最早將反射的概念應用于生理學，他認為動物的每一活動都是對外界刺激的必要反應，刺激與反應之間有固定的神經(jīng)聯(lián)系，他稱這一連串的活動為反射。反射概念直至 19 世紀初由于脊髓背根司感覺和腹根司運動的發(fā)現(xiàn)，才獲得結(jié)構(gòu)與功能的依據(jù)。這一概念為后來神經(jīng)系統(tǒng)活動規(guī)律的研究開辟了道路。

      在 18 世紀，法國化學家拉瓦錫（ Antoine Laurent Lavoisier, 1743~1794 ）首先發(fā)現(xiàn)氧氣和燃燒原理，指出呼吸過程同燃燒一樣，都要消耗 O 2 和產(chǎn)生 CO 2 ，從而為機體新陳代謝的研究奠定了基礎。意大利生理學家伽伐尼（ Luigi Galvani, 1737~1798 ）在用青蛙的腿做實驗時，他以銅絲拴著蛙腿懸掛在一根鐵制的杠桿上，當風吹動蛙腿使之偶然碰到鐵杠桿時，蛙腿肌肉就發(fā)生抽縮，這一現(xiàn)象起先被認為是生物組織的生物電刺激了肌肉而引起肌收縮，而實際上是兩種不同金屬相接觸可產(chǎn)生電流，蛙腿肌肉收縮正是由這種電流刺激所致。這一發(fā)現(xiàn)一方面促使意大利物理學家伏打（ Alessandro Volta, 1745~1827 ）發(fā)明了電池，另一方面促使生物電學這一新的生理研究領(lǐng)域的開始。

     19 世紀，生理學開始進入全盛時期。首先應提到法國的著名生理學家克勞德 · 伯爾納（ Claude Bernard, 1813~1878 ），他在生理學的許多方面進行了廣泛的實驗研究（見另篇），并做出了卓越的貢獻，特別重要的是他提出的內(nèi)環(huán)境概念已成為生理學中的一個指導性理論。他指出血漿和其他細胞外液乃是動物機體的內(nèi)環(huán)境，是全身細胞直接生活的環(huán)境，內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)，如溫度、酸堿度和滲透壓等的恒定是保持生命活動的必要條件。

      1847 年，德國生理學家路德維希（ Carl Friedrich Wilhelm Ludwig, 1816~1895 ）發(fā)明了記紋器（ Kymograph ），這是生物科學史上具有劃時代意義的重大事件。利用這套裝置，配合當時已經(jīng)創(chuàng)造的水銀檢壓計以及電計時信號器，便可把血壓及心肌等肌肉收縮曲線完整地記錄在貼于轉(zhuǎn)動的記紋鼓上的煙熏紙上。這等于讓心、肺、胃、腸等器官用各自的語言描繪出自己的活動。因此，在隨后的一個多世紀里，記紋鼓便成為生理學實驗室的必備儀器，對生命科學的發(fā)展起了十分重要的推動作用。此外，路德維希還對血液循環(huán)的神經(jīng)調(diào)節(jié)做出了重要貢獻，對腎臟的泌尿生理也提出了有價值的設想。與路德維希同時代的德國生理學家海登海因（ Rudolf Peter Heidenhain, 1834~1897 ）除了對腎臟泌尿生理提出不同的設想外，還首次運用慢性的小胃制備法來研究胃液分泌的機制，他設計制備的小胃被稱為海登海因小胃（ Heidenhain pouch ）；這一小胃制備法后來經(jīng)俄國著名生理學家巴甫洛夫（ Ivan Petrovich Pavlov, 1849~1936 ）改進為巴甫洛夫小胃（ Pavlov pouch ），分別證實了胃液分泌的調(diào)節(jié)既有體液機制又有神經(jīng)機制，因而他們都對消化生理做出了不朽的貢獻。

     德國物理學家和生理學家赫爾姆霍茨（ Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, 1821~1894 ）除運用他豐厚的物理學知識對視覺和聽覺生理做出了杰出的貢獻外，還創(chuàng)造了測量神經(jīng)傳導速度的簡易而相當精確的方法，為后人所稱道。

      20 世紀前半葉，生理學研究在各個領(lǐng)域都取得了豐碩的成果。 1906 年英國著名生理學家謝靈頓（ Charles Scott Sherrington, 1857~1952 ）出版了他的經(jīng)典著作《神經(jīng)系統(tǒng)的整合作用》，他對脊髓反射的規(guī)律進行了長期而精細的研究，為神經(jīng)系統(tǒng)的生理學奠定了鞏固的基礎（見另篇）。與此同時，俄國生理學家巴甫洛夫從消化液分泌機制的研究轉(zhuǎn)到以唾液分泌為客觀指標對大腦皮層的生理活動規(guī)律進行了詳盡的研究，提出著名的條件反射概念和高級神經(jīng)活動學說。

       美國生理學家坎農(nóng)（ Walter Bradford Cannon, 1871~1945 ）在長期研究自主神經(jīng)系統(tǒng)生理的基礎上，于 1929 年提出了著名的穩(wěn)態(tài)概念，進一步發(fā)展了伯爾納的內(nèi)環(huán)境恒定的理論，認為內(nèi)環(huán)境理化因素之所以可以在狹小范圍內(nèi)波動而始終保持相對穩(wěn)定狀態(tài)，主要依賴于自主神經(jīng)系統(tǒng)和某些有關(guān)的內(nèi)分泌激素的經(jīng)常性調(diào)節(jié)。

      坎農(nóng)的穩(wěn)態(tài)概念在 20 世紀 40 年代由于和控制論（見另篇）的結(jié)合，使人們認識到機體各個部分從細胞到器官系統(tǒng)的活動，都依靠自身調(diào)節(jié)機制的作用而保持相對穩(wěn)定狀態(tài)，這些調(diào)節(jié)機制都具有負反饋作用。此后，控制論、系統(tǒng)分析和電子計算機等一系列新觀念、新技術(shù)的引進，使得生理學在定量研究方面邁出了一大步，出現(xiàn)數(shù)學生理學這一新的邊緣學科。