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在人类思想史上，早已有关于系统的观念。古希腊思想家已提出“秩序”“组织”“整体”“部分”等概念来认识世界。中国古代阴阳五行学说把事物看成相生相克的整体。但作为研究各种系统一般原则的系统论则是 20 世纪 20—30 年代，由美籍奥地利生物学家贝塔朗菲提出的。贝塔朗菲和一些科学家在 20 世纪 20年代中期提出了机体论，创立了机体系统论的生物学研究方法，把协调、秩序和目的性等概念和数学模型应用于有机体的研究，主张把有机体作为一个整体或系统，用生物与环境相互关系的观点来说明生命现象的本质，从而解释以往机械论所无法解释的生命现象。贝塔朗菲机体论的基本思想：一是整体观点；二是动态结构与能动观点；三是组织等级性观点。这些基本思想已包含了贝塔朗菲后来提出的一般系统论的基本内容。他先后发表了《理论生物学》《现代发展理论》《关于一般系统论》等著作，对系统概念、整体性、集中性、终极性以及封闭系统、开放系统等都作了深刻论述，从而奠定了现代系统论的基础。
一般系统论则试图给一个能描述各种系统共同特征的一般的系统定义，通常把系统定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。
系统论认为，整体性、关联性、层次结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些既是系统所具有的基本思想观点，而且它也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，具有科学方法论的含义，这也正是系统论这门科学的特点。
系统论的核心思想是系统的整体观念。一般系统论认为，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里士多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性，反对那种认为要素性能好，整体性能一定好，以局部说明整体的机械论的观点。同时认为，系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上，起着特定的作用。要素之间相互关联，构成了一个不可分割的整体。
要素是整体中的要素，如果将要素从系统整体中割离出来，它将失去要素的作用。系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点看问题，世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。系统论的任务，不仅在于认识系统的特点和规律，更重要的还在于利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造系统，使它的存在与发展合乎人的目的需要。也就是说，研究系统的目的在于调整系统结构，使系统达到优化目标。
系统论的出现，使人类的思维方式发生了深刻的变化。以往研究问题，一般是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。这种方法的着眼点在局部或要素，遵循的是单项因果决定论，虽然这是几百年来在特定范围内行之有效、人们最熟悉的思维方法。但是它不能如实地说明事物的整体性，不能反映事物之间的联系和相互作用，它只适应认识较为简单的事物，而不胜任对复杂问题的研究。在现代科学的整体化和高度综合化发展的趋势下，在人类面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题面前，就显得无能为力了。正当传统分析方法束手无策的时候，系统分析方法却能站在时代前列，别开生面地为现代复杂问题提供了有效的思维方式。所以系统论，连同控制论、信息论等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法，为人类的思维开拓新路，它们作为现代科学的新潮流，促进着各门学科的发展。
系统论反映了现代科学发展的趋势，反映了现代社会化大生产的特点，反映了现代社会生活的复杂性，所以它的理论和方法能够得到广泛的应用。系统论不仅为现代科学的发展提供了理论和方法，而且也为解决现代社会中的政治、经济、军事、科学、文化等方面的各种复杂问题提供了方法论的基础。时下，系统观念已经渗透到每个领域。
当前系统论发展的趋势和方向是朝着统一各种各样的系统理论，建立统一的系统科学体系的目标前进着。有的学者认为，随着系统运动产生了各种各样的系统理论，而对系统理论的统一已成为重大的科学问题和哲学问题。系统理论目前已经显现出几个值得注意的趋势和特点。第一，系统论与控制论、信息论、运筹学、系统工程、电子计算机和现代通信技术等新兴学科呈现相互渗透、紧密结合的趋势；第二，系统论、控制论、信息论，正朝着“三归一”的方向发展，现已明确系统论是其他两论的基础；第三，耗散结构论、协同学、突变论、模糊系统理论等新的科学理论，从各方面丰富发展了系统论的内容，有必要概括出一门系统学作为系统科学的基础科学理论；第四，系统科学的哲学和方法论问题日益引起人们的重视。在系统科学的这些发展形势下，国内外许多学者致力于综合各种系统理论的研究，探索建立统一的系统科学体系的途径。
系统整体性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质之和的功能，形成了新的系统的质的规定性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单和。整体性是系统的最为鲜明、最为基本的特征之一，系统之所以成为系统，首先就必须要有整体性。我们置身于其中的世界是一个系统的多层次的世界，同时也是一个表现出多层次整体性的世界。
首先，种种无机系统体现着整体性原理。宇宙学中，观测宇宙作为一个整体来加以研究。地学中，地球作为一个整体来加以把握。化学中，分子作为整体则已经不等同于原子和原子的简单和。物理学中，也必须从整体上把握种种物理运动。
其次，对于有机系统，同样如此。生物学中，生命体首先是作为一个有机整体，各种生命体的差别，最主要的并非由于组成要素成分不同，而是由于组成要素的结合方式不同。一个生产组织不但具有其中每一个劳动者在单独劳动时所不具有的分工协作的功能，而且整个生产组织的劳动效率也具有整体性，不等同于各个劳动者的简单和。从事物存在的方面看，一个系统具有的整体性，是这一系统区别于其他系统的一种规定性。反过来说，一个系统之所以区别于另一系统，只是因为系统都是作为具有整体性的东西而存在。如果没有整体性的系统是可以想象的，那么这个世界实际上就是没有区别的一团乱麻，世界上的万事万物就是乱七八糟、混乱不堪的，实际上也就成了一个没有差别的世界。
种种系统之所以可以区别开是因为各自具有相对独立性，就必须各自具有一定的整体性，有了这样的整体性，才有相对的差别性，才是具有质的多样性的世界。一个没有差别的世界，也就至多是一个量的世界，一个丧失了质的规定性的世界，就不是一个现实的世界。总之，如果系统不能作为整体事物而存在，系统也就不复存在了，系统整体也就不存在了。从事物演化的过程来看，一个系统具有整体性，也就成为这一系统能在运动中得以保持的一种规定性。一个系统，只有得以保持，才有这一系统的演化。如果在演化之中这一系统的整体性消失了，等于说这一系统在演化之中走向了消亡、走向了崩溃。
系统相关性原理揭示了系统各要素（事物的一种形式）之间以及系统与外部环境的关系。系统内部各要素（事物的一种形式）之间的相互联系是有机的，它们相互关联、相互作用、共同构成系统的整体；系统同外部环境的相关性，与外部环境有紧密联系的系统叫开放系统，一般系统论涉及的都是开放系统，因为事实上与外界毫无关联的封闭系统是不存在的。一个系统总要与外界发生物质、能量和信息的交换。
系统层次性是系统的一种基本特征。我们的世界是一个多层次的世界。社会系统也是一个多层次系统。个体、群体、单位、社区，直到省市、国家，就是这个系统中的一个层次序列。历史上官分八品，爵分五等，现代学校分为小学、中学和大学，也都是社会系统中的不同层次。精神系统也有其层次性。首先其物质载体——人的大脑是一个多层次的系统，古皮层、旧皮层和新皮层，就是三个主要的层次。人的认知有感觉、感知、悟性、理性的不同认识层次。方法论有工艺方法、技术方法、经验方法、理论方法、哲学方法，逐步由具体进入抽象、由个别上升为一般，形成了有差异的等级。
系统的层次性犹如套箱，这里的一个最直接的结论是，系统和要素、高层系统和低层系统具有相对性。我们知道，系统是由要素组成的。但是，一方面，这一系统又只是上一级系统的子系统——要素，而这上一级系统又只是更大系统的要素。另一方面，这一系统的要素却又是由低一层的要素组成的，这一系统的要素就是这些低一层次要素组成的系统，再向下，这低一层的要素又是由更低一层的要素组成的，这低一层的要素就是这更低一层要素所组成的系统。
一个系统被称之为系统，实际上只是相对于它的子系统即要素而言的，而它自身则是上级系统的子系统即要素。客观世界是无限的，因此系统层次也是不可穷尽的。科学史上，人们一再以为向外到达了天际，达到了最外层系统，又以为向内到达了终极之石，达到了最内层系统；在认识史上，也经常可以听见有人宣称获得了最终真理，穷尽了人们的认识，但无论是在主观领域还是客观领域，新的发现却又使得界限一再被打破，人们又认识了更大的、更深的系统层次。客观世界是不可穷尽的，人们对于系统层次性的认识，无论是深度上，还是广度上，都是没有尽头的。
我们生活的世界是一个系统的世界，现实的系统都是开放的系统。我们所面对的世界是一个开放的世界，形形色色的各种系统，无论它是物理的、化学的，还是生物的，乃至是社会的，都处在开放之中。不与环境接触的、不向环境开放的系统是不存在的。事实上，因为客观世界是一个多层次的世界，任何系统都是相对的，即系统都是具有环境的，因而也就都是按一定程度向环境作某种开放。即使是我们的主观世界，也必须是对环境即客观世界开放，暂且不论如果这个主观世界的物质载体不向环境开放就不能够生存下去，离开了对于环境的开放，主观世界的认识就如同无源之水是不可想象的一样，主观认识本身也是不可想象的，实际上也就根本没有了主观认识。退一步说，一个已经形成一定思想观念的人，一个已经具有一定知识水平的人，如果他从此闭目塞听，不与外界接触，把自己与外界封闭起来，思想就会僵化，知识也会老化，最终也因跟不上历史的发展而在精神上先行死亡，纵然他的肉体还可以生活更长时间。
一个系统如果处于封闭状态，与外界全然没有任何交换，那么这个系统就只会自发地走向混乱无序，或迟或早总会走向“死亡”。只有开放，系统才可能自发组织起来，系统才有可能向更有序的状态发展。现实的系统都是开放系统，因而也就是具有发展潜力的系统，真正孤立的封闭的系统只存在于人们的理论抽象之中，虽然这种抽象对于科学研究是具有重要意义的，但是我们却不能将其作为绝对的东西来理解，不能将其作为全然现实的东西来理解，我们要切实记住它们仅仅是某种近似。不过在实践上，在一定的条件下，我们可以人为地造成近似封闭的条件，得到近似封闭的系统。这时，我们切实不要忘记所谓的封闭是相对的，而不是绝对的。完全不开放的系统，也就是封闭系统，必定走向无序的热混沌状态，即退化为平衡态，当然也就无远离平衡可言。
系统处于这样的平衡态时就不可能重新自发地自组织。即使系统处于近平衡状态时，系统与外界的种种交换也会逐渐减少，因而也就是开放程度的逐步降低，最终使得系统内的熵产生大于从环境之中引入的负熵，从而导致系统内部自发地趋于无序无组织。
系统目的性原理指的是，组织系统在与环境的相互作用中，在一定的范围内其发展变化不受或少受条件变化或途径经历的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性。系统的目的性是组织系统发展变化时表现出来的一个鲜明的特点。目的性是一个古老的长期引起争论的概念。亚里士多德认为，事物的存在和变化有四种原因：质料因、形式因、动力因和目的因。其中，质料因是指事物由什么构成，形式因是指事物具有什么样的形式，动力因是指什么力量推动质料变成它的形式，目的因是指事物的形成是为了什么目的。
协同论（synergetics）亦称“协同学”或“协和学”，是 20 世纪 70 年代以来在多学科研究基础上逐渐形成和发展起来的一门新兴学科，是系统科学的重要的理论。其创立者是当时联邦德国斯图加特大学教授、著名物理学家哈肯（Hermann Haken）。1971 年他提出协同的概念，1976 年系统地论述了协同理论，发表了《协同学导论》，还著有《高等协同学》等。
协同论主要研究远离平衡态的开放系统在与外界有物质或能量交换的情况下，如何通过自己内部的协同作用，自发地出现时间、空间和功能上的有序结构。协同论以现代科学的最新成果——系统论、信息论、控制论、突变论等为基础，吸取了耗散结构理论的大量营养，采用统计学和动力学相结合的方法，通过对不同领域的分析，提出了多维相空间理论，建立了一整套的数学模型和处理方案，在微观到宏观的过渡上，描述了各种系统和现象中从无序到有序转变的共同规律。
协同论是研究不同事物共同特征及其协同机理的新兴学科，是一个得到飞速发展，并被广泛应用的综合性方法论。它着重探讨各种系统从无序变为有序时的相似性。协同论的创始人哈肯把这个学科称为“协同学”，一方面，是由于我们所研究的对象是许多子系统的联合作用，以产生宏观尺度上的结构和功能；另一方面，它又是由许多不同的学科进行合作，来发现自组织系统的一般原理。
协同论认为，千差万别的系统，尽管其属性不同，但在整个环境中，各个系统间存在着相互影响而又相互合作的关系。其中也包括通常的社会现象，如不同单位间的相互配合与协作，部门间关系的协调，企业间相互竞争的作用，以及系统中的相互干扰和制约等。
协同论指出，一方面，对于一种模型，随着参数、边界条件的不同以及涨落的作用，所得到的图样可能很不相同；但另一方面，对于一些很不相同的系统，却可以产生相同的图样。由此可以得出一个结论：形态发生过程的不同模型可以导致相同的图样。在每一种情况下，都可能存在生成同样图样的一大类模型。
协同论揭示了物态变化的普遍程式：“旧结构不稳定性新结构”，即随机“力”和决定论性“力”之间的相互作用把系统从它们的旧状态驱动到新组态，并且确定应实现的那个新组态。由于协同论把它的研究领域扩展到许多学科，并且试图对似乎完全不同的学科之间增进“相互了解”和“相互促进”，这样，协同论就自然成为软科学研究的重要工具和方法。
协同论具有广阔的应用范围，它在物理学、化学、生物学、天文学、经济学、社会学、教育学以及管理科学等许多方面都取得了重要的应用成果。比如我们常常无法描述一个个体的命运，但却能够通过协同论去探求群体的“客观”性质。又如，针对合作效应和组织现象能够解决一些系统的复杂性问题，可以应用协同论去建立一个协调的组织系统以实现工作的目标。
此外，哈肯提出了“功能结构”的概念。认为功能和结构是互相依存的，当能流或物质流被切断的时候，所考虑的物理和化学系统要失去自己的结构；但是大多数生物系统的结构却能保持一个相当长的时间，这样生物系统颇像是把无耗散结构和耗散结构组合起来了。他还进一步提出，生物系统是有一定的“目的”的，所以把它看作“功能结构”更为合适。
自然，协同论的领域与许多学科有关，它的一些理论是建立在多学科联系的基础上的（如动力系统理论和统计物理学之间的联系），因此，协同论的发展与许多学科的发展紧密相关，并且正在形成自己的跨学科框架。协同论还是一门很年轻的学科，尽管它已经取得许多重大应用研究成果，但是有时所应用的还只是一些定性的现象，处理方法也较粗糙。但毫无疑问，协同论的出现是现代系统思想的发展，它为我们处理复杂问题提供了新的思路。