Les organismes complexes, multicellulaires, sont constitués d'un ensemble de cellules vivantes différenciées, assurant des fonctions spécialisées et opérant de manière concertée. Ces cellules dérivent en général d'une progénitrice unique et partagent le même patrimoine génétique. Elles interagissent de façon à fonctionner comme un ensemble stable dynamiquement.
Un organisme vivant se trouve en effet dans un état thermodynamique de non-équilibre, mais conservant un environnement interne approximativement constant, grâce à l’apport continu d' énergie et, le cas échéant, de nutriments. Ce phénomène d'équilibre dynamique maintenu par l'organisme est appelée homéostasie.
Quelques centaines d'espèces, dites « organismes modèles », sont utilisées comme modèles d' étude par les scientifiques et les laboratoires de recherche pour comprendre les mécanismes fondamentaux du vivant.
