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简单地强调系统科学是关于整体性的科学，可能引起误解。贝塔朗菲本人已经意识到这一点，指出存在两类整体和整体性。一类是加和性整体，整体是各个孤立元素的总和。元素的加和性特征意味着，不论它处于整体之内或之外，这些特征都是一样的，只要知道了元素在孤立状态中的特征，并汇集起来，即可获得整体的特征。物理对象的重量、分子量和热等，都是事物的加和性特征。这种加和性整体就是前述第二类非系统。
另一类是组合性整体，或非加和性整体。所谓组合性特征，就元素而言，指同一元素的这样一些特征，当它处于整体内部和处于整体外部时是不一样的。活人体内的心、肝、肺不同于经过解剖离开人体的心、肝、肺。就整体而言，组合性整体特征指依赖于部分之间特定关系的那些特征。欲理解整体的组合性特征，不仅要知道部分，而且要知道部分之间的关系。如化合物的特征不是其组成元素之特征的加和，而是不同物质元素经过化学反应（一种特殊的相互作用）而产生的特征。只有这种组合性整体，才能称为系统。
应当指出，任何系统都具有加和式整体性。一架飞机的总重量是各部件重量之加和，一个学校的耗电总量是各单位耗电量的加和，一个单位的工资总量是各部门工资量的加和，一本书的总字数是各章字数的加和。总之，凡是只涉及质量或能量之类的特性，由于物质不灭和能量守恒，整体必定等于部分之和。对于这类加和性整体，自然科学已做出透彻的研究，不再是系统科学关注的问题。
组合性或非加和性的说法不够深刻，更科学的称谓是涌现性。系统整体具有而它的元素或组分及其总和却不具有的特征，称为系统的整体涌现性。或者说，诸多组分一旦按照某种方式整合为系统，就会呈现出来、一经分解为独立的组分便不复存在的特征，就是整体涌现性。贝塔朗菲最先把涌现概念引入系统科学，提出“涌现的特征”这一极为重要的概念，但直到20世纪90年代才引起系统科学界的足够重视。
贝塔朗菲曾借用亚里士多德的命题“整体大于部分之和”来直观地表述这种整体涌现性，并获得广泛认可。从字面看，这是一个量化的命题，容易引导人们把整体涌现性局限于系统的定量属性。关于这样理解的整体涌现性，有一种简化的说法：
由于直观形象而广为流传。但这种说法在理论上是不严谨的。整体涌现性固然有定量的内涵，但它首先是指系统的定性特征，整体具有组分之和没有的新质，即新的定性特征。几种化学成分（底物）经过化学反应而产生的化合物，具有与底物完全不同的化学性质。一堆自行车零件无法派上用场，一经组装为自行车，就是一个没有污染的交通工具。一群农村女孩子涌入城市，被企业家组织起来，就可以生产出畅销世界的玩具、衣物等，以至一向标榜自由贸易的发达国家一再扔掉绅士面具，重挥贸易保护主义大棒。这些都是系统产生的整体涌现性，有时也称为系统新质，或系统质，式（1-1）难以反映这一点。
历史上很长时期内，由于不明白其成因，整体涌现性被视为一种神秘现象。亚里士多德命题就长期被当成神秘的命题，不为科学界所承认。系统科学第一次证伪了这种判断，指明系统的整体涌现性并不神秘，它归根结底源于四种效应：组分效应，规模效应，结构效应，环境效应。综合言之，整体涌现性是一种系统效应。
本节先考察组分效应。系统科学和系统哲学界有一种观点认为，对于形成系统的整体特性来说，组分无关紧要，组分不断更换，系统的整体可以保持不变。这种说法有一定道理，又有很大片面性。古人说得好，巧妇难为无米之炊，给定一堆沙子，神仙也不能造出可以入口的食物。用自行车零件造不出汽车，用飞机的零部件造不出飞船。没有高素质的人才不可能有高素质的科技创新，等等。总之，组分的基质、特点、长处和短处等是造就系统整体特性的实在基础。给定了组分，就给定了系统可能具有的整体特性的范围，决定了它只可能是什么，不可能是什么。这是系统论的唯物主义基础，不可动摇。
在前述系统定义中，关于组分的规定有两个要点：多元和异质，二者对系统整体涌现性的形成都是不可或缺的。所谓单调不成音乐，单色不成图画，单一动作不成舞蹈，单人不成社群，说的都是整体涌现性（音乐、图画、舞蹈、社群）必须以组分的多元性为基础。大诗人苏轼的诗句“咸酸杂众好，中有至味永”，是借议论食物味道而揭示的一个重要系统原理。“众”指多元性和差异性，“杂”指把差异杂合（组合、整合）起来，“至”即极致（最高的），只有把多元性和差异性整合在一起，即“杂众”，才能使食物味道这种整体涌现性达到至善至美的境地，即“至味”，此乃“永恒”的真理。
概括地说，系统科学是关于整体涌现性的科学，什么是整体涌现性，涌现性的根源，涌现性产生的机制和规律，整体涌现性的主要表现，如何描述整体涌现性，如何利用系统的整体涌现性为人类谋利益，等等，是系统科学要回答的基本问题。