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系统科学要解决的核心问题是有机体和机械为何不同？比如，生命现象和一般矿物现象不同，零部件坏掉的汽车自己不会修理，壁虎断掉尾巴却能不断再生。
机械论在解释有机体现象时，是以现实机械为榜样来解释生命现象的，比如把心脏比作水泵，把眼睛比作镜头，可以利用物理和化学规律。机械论在解释经验科学现象的能力方面，具有压倒性优势；在解释生命现象方面，这种设置机械榜样的类比性解释也具有某些优势，因为机械在人制造中不断升级，人类的某些能力会以某种方式不断赋予机械从而提升相应的机械论解释能力；但是，系统科学的生机论指出了心脏具有水泵所没有的某些东西，眼睛也具有镜头所没有的某些东西，即指出了机械论解释的局限。
研究者提出生机论，把有机体中固有原理作为一种与物质性要素性质完全不同的东西进行探究，曾经在有机体内虚构诸如“生命力”“有机化力”“产出力”等实体性要素。但不管如何解剖，它们都不能从有机体内找出。然而，即使解剖学上无法实证，也不能放弃这些生命原理。理由有两个：“第一，按照动力学构想，“力”本身是非空间性的，并且可以看作是把物质带到空间内的原理。和斥力、引力一样，因为力不是空间内的存在，而是将物质空间化的原理，因而通过解剖学怎么寻找也无法找到。杜里舒的“隐德来希”就是这种非空间性原理。第二，力学中有弹力，化学中有亲和力，即使元素分解，也无法亲眼看到这些力。解剖学上无法亲眼目睹，不是特别不利的证据。如果都把空间内物质作为前提，则生机论和机械论并不直接对立。经验科学性探究在没有前提下无法进行，那么就保留了部分经验科学性探究无法解释的某些前提。生机论和机械论的对立情况下，消除它们对立的一种解释如下：效仿康德的《第三批判》的有机体论，诸如生命力、有机化力、产出力等有机体的原理，不是存在于有机体内的实体性要素，而只是为了赋予经验性研究方向的“方法论式原理”；而把有机体中虚构的“力”简单理解为方法论式原理，在生理学及生物学的发展中将遇到困难”
。有机体的有机构成固有性：“（1）不能导入与物理、化学上固定了的物质要素性质截然不同的、特殊的要因；（2）但是必须在结构上写明生命现象和物理现象间的差异。有机构成在物质要素成为复合体的时候，显示出如同维持要素特定配置那样拥有统一性的构成化水准。”
有机构成并没有在生命体中引入特殊的要因，但在把握生命现象时可以顺利地与依靠物理及化学来进行经验性探究相结合。有机构成带来的现象不能还原成各要素的物理、化学性质。有机体正是基于此，才能保证生命的固有性，它也是系统论得以诞生和发展的根据。有机体论的主要观点：“（1）有机体系统显示各要素、各部分的独特构成关系；（2）有机构成的网络形成一个阶层，而有机体是多阶层的。”
1945年贝塔朗菲建立了一般系统论。系统论主要研究“机能系统”的基本概念、性质、运动规律及其演化机制等。机能系统是指“相互作用的诸要素的复合体”，体现了系统的多元性、相关性和整体性，指出系统要素是构成系统的基本单元。系统要素之间存在相互作用而形成结构。系统具有要素在空间上相互作用形成的空间结构，也有要素在时间上相互作用形成的时间结构，系统在某一瞬时点各要素之间相互作用形成框架结构，而在时间段内各要素运动状态下相互作用形成运行结构。系统的机构内部具有层次性，高层次具有低层次所不具有的特性，称为机能系统的涌现性。机能系统整体涌现性，被认为是其要素之间相互作用的结构效应。
20世纪40年代末期，美国数学家维纳等人创立了控制论。控制论把研究对象看成是一个系统，不考虑具体的物质结构和能量的过程，研究各个部分之间密切相关而推动整体的情况，研究一切通信和控制系统的共有特点，从控制、信息、反馈多方面揭示了生命、社会和人三种不同形式的共同的控制规律。
控制论研究动物（包括人类）和机器中的控制以及通信规律等，也研究对系统的改造问题。
20世纪40年代末的通信领域产生了信息论，并于20世纪60年代末70年代初形成信息科学。信息是物质世界系统的重要组分（内容）之一。信息产生的原因有两个：一是相互作用着的事物产生一定的反映；二是产生反映需要有一定的物质基础，即一定的物质结构和能量变化。
信息的定义有三类：第一类是香农信息论角度的定义，即信息是消除的不确定性；第二类是围绕物质与意识的关系来定义，比如“信息是属于物质的”“信息是属于意识的”“信息既是物质又是意识的”等观点；第三类是从广义主体与广义客体的关系来定义，比如“信息是广义主体对广义客体的反映”“信息是广义主体对广义客体的表征”等观点。信息论中，香农把通信过程作为一个系统来考察，他把统计和概率引入通信理论，认为信息就是负熵，实现了通信科学由定性阶段到定量阶段的飞跃，并且提供了信息获取、传递、加工处理、输出、反馈等揭示对象运动规律的信息方法。
系统科学是在反对还原论和机械论基础上建立起来的。贝塔朗菲在机械论和活力论斗争中提出“机体论”代替它们，并于1945年提出一般系统论，标志着系统科学的诞生。以“有机构成”为突破的开放性系统，一边同外界进行物质、能量和信息的交换（代谢），一边维持自身。系统的基本要义在于，即使环境发生很大变动，这种自我维持也不会毁坏。“有机构成”显示的是在各个要素、各个部分之间成立的相互关联的形态，同时也显示了不轻易因物质、能量和信息的代谢和环境变化而改变构成的水准。