根據已經確立的力學原理來研究生物中的力學問題的學科。從鳥飛、魚遊到鞭毛蟲和變形蟲的運動，從人的整體到各部分器官（包括血液和紅細胞）的運動以及植物體液的輸運等都是生物力學的研究內容。
淵源 生物力學一詞雖然在20世紀60年代才出現，但它所涉及的一些內容，卻是古老的課題。例如，1582年前後伽利略得出擺長與週期的定量關係，並利用擺來測定人的脈搏率，用與脈搏合拍的擺長來表達脈搏率。16616年，英國生理學傢W.哈維根據流體力學中的連續性原理，從理論上論證瞭血液循環的存在。到1661年，M.馬爾皮基在解剖青蛙時，在蛙肺中看到瞭微循環的存在，證實瞭哈維的論斷。G.A.博雷利在《論動物的運動》一書中討論瞭鳥飛、魚遊和心臟以及腸的運動。L.歐拉在1775年寫瞭一篇關於波在動脈中傳播的論文。H.蘭姆在1898年預言動脈中存在高頻波，現已得到證實。英國生理學傢S.黑爾斯測量瞭馬的動脈血壓，並尋求血壓與失血的關系。他解釋瞭心臟泵出的間歇流如何轉化成血管中的連續流。他在血液流動中引進瞭外周阻力概念，並正確指出：產生這種阻力的主要部位在細血管處。J.-L.-M.泊肅葉確立瞭血液流動過程中壓降、流量和阻力的關系。O.夫蘭克解釋瞭心臟的力學問題。E.H.斯塔林提出瞭透過膜的傳質定律，並解釋瞭人體中水的平衡問題。A.克羅格由於在微循環力學方面的貢獻獲得1920年諾貝爾獎金，A.V.希爾因肌肉力學的工作獲得1922年諾貝爾獎金。他們的工作為60年代開始的生物力學的系統研究打下基礎。
研究現狀 60年代初，一批工程科學傢同生理學傢合作，對生物學、生理學和醫學的有關問題，用工程的觀點和方法，進行瞭較為深入的研究。其中有些課題的研究逐漸發展成為生物力學的分支學科，如以研究生物材料的力學性能為主要內容的生物流變學。它一般將生物材料分為體液、硬組織和軟組織，肌肉則屬較為特殊的一類。體液中以血液為研究的重點，主要研究血液的粘性和影響粘性的因素(如管徑、有形成分和紅細胞)以及流動中紅細胞在管系支管中的比積分配問題，紅細胞本身的力學性質，紅細胞之間的相互作用，紅細胞與管壁的作用等。對於軟組織，則以研究它的流變性質，建立本構關系為主，因為本構關系不單是進一步分析它的力學問題的基礎，而且具有臨床意義。對於硬組織，除瞭研究它的流變性質外，對骨骼的消長與應力的關系也進行瞭大量研究。
各個系統，特別是循環系統和呼吸系統的動力學問題，是人們長期研究的對象。循環系統動力學主要研究血液在心臟、動脈、微血管床、靜脈中流動以及心臟、心瓣的力學問題。一方面研究其管系中的流動，另一方面則著重分析局部的流態，如在管彎、管叉、駐點處的流態，這是因為動脈粥樣化的形成和惡化被認為與局部流態有關。呼吸系統動力學主要研究在呼吸過程中氣道內氣體的流動和肺循環中血液的流動，以及氣血間氣體的交換。
所有這些工作，包括生物材料的流變性質和動力學的研究，不僅有助於對人體生理、病理過程的瞭解，而且還能為人工臟器的設計和制造提供科學依據。生物力學還研究植物體液的輸運（見植物體內的流動）。
環境對生理的影響也是生物力學的一個研究內容。眾所周知，氧對生物體的發育有很大影響，在缺氧環境下生物體發育較慢，在富氧環境下發育較快。即使在短期內，環境的影響也是明顯的。實驗表明：在含10％的氧氣、壓力為一個大氣壓（1大氣壓=101325帕）的環境中的幼鼠，即使隻生活24小時，在直徑為15～30微米的肺小動脈壁下，也會出現大量的纖維細胞。若延續4～7天，纖維細胞則會過渡為典型的平滑肌細胞，這無疑會影響肺循環中血液的流動。又如處於高加速度狀態中的人，其血液的慣性會有明顯的改變，懸垂器官會偏離原位，從而改變體內血液的流動狀態。
在設計水中航行的工具時，經常需要考慮最佳外形、最佳推進方式和最佳操縱方式。由於自然選擇，具有這些優點的水生物較易生存下來。因此，研究某些水生物的運動可以得到一些值得借鑒的知識。例如，海豚是一種較高級的動物，它具有高效率的推進機制和很好的外形，特別是它的皮膚，分為兩層，其間充滿瞭彈性纖維和脂肪組織，具有特殊的減阻特性，在高速遊動時能夠保持層流邊界層狀態，這是因為它的皮膚對邊界層中壓力梯度變化十分敏感，能作適當的彈性變形以降低逆壓梯度，因而在高速遊動時，表皮能產生波狀運動以抑制湍流的出現。又如纖毛蟲的運動是通過纖毛的特殊運動實現的，在人的呼吸道內也保持有這種低級生物的運動方式，即利用纖毛排除呼吸道內的某些異物。總之，研究大自然中生物運動的意義是很明顯的。
研究特點 生物力學與其他力學分支最重要的差別是：研究的對象是生物體。因此，在研究生物力學問題時，實驗對象所處的環境十分重要。作為實驗對象，一般有在體(in vivo)和離體(in vitro)之分，而實驗的結果也相應地出現差異。活體狀態的生物材料，即自然狀態下的生物材料，一般說來是處於受力狀態的。但被遊離出來以後，處於所謂自由狀態，就不同於在體狀態瞭。例如血管一離體，長度會明顯縮短；肺在離體後就會萎縮。在體實驗分為麻醉狀態和非麻醉狀態兩種情況。至於離體實驗，在對象遊離出來後，根據要求可以按整體正位進行實驗，或進一步加工成試件進行實驗。不同的實驗條件和加工條件，對實驗結果的影響很大。這正是生物力學研究的特點。
參考書目
馮元楨著：《生物力學》，科學出版社，北京，1983。