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系统思想最早来源于古人社会实践经验中表现出的整体性思想。古代人民在同自然打交道的过程中，自发地产生了一些朴素的系统思想，强调自然界的统一。随着人类社会的发展，系统思想也不断发展，20世纪20年代贝塔朗菲提出的一般系统论，标志着现代系统科学思想的诞生，开辟了系统科学发展方向。如今，系统科学在科学技术领域、哲学领域、社会生活和实践领域都展现出蓬勃发展的趋势。
朴素系统思想在古代中国、古希腊等文明古国的文化中孕育尤其明显。在我国古代，在哲学、科学技术、军事、医学、工程、天文历法等各方面的理论和实践中都表现出了十分明显的系统观念。比如，《易经》曾试图用阴阳八卦来说明宇宙万物的发展变化和统一性，认为阴阳的交感、协调和消长是万物运动变化的原因，蕴含着把世界万物看成一个统一整体的系统观点。在古希腊，毕达哥拉斯认为宇宙万物都能归结为整数和整数之比，构成一个和谐的整体；赫拉克利特著有《世界大系统》一书，曾在《论自然界》中认为，世界是包括一切的整体，在火的变化中作有秩序的运动，并把事物运动的规律、秩序称作“逻各斯”；亚里士多德则在人类历史上第一次把形式逻辑变成了系统体系。对此，一般系统论的创始人贝塔朗菲认为：“亚里士多德的世界观及其固有的整体论和目的论的观点就是这种宇宙秩序的一种表达方式。亚里士多德的论点整体大于它的各部分的总和是基本的系统问题的一种表达，至今依然正确。”
可见，系统思想古已有之，不过，古代系统思想是朴素的，它把系统的本能本质和机能现象混杂融合在一起，表现出了直观性、混沌性和猜测性。
近代科学的观点压制了古代系统思想猜测和直观思辨的观点，对自然界这个统一整体的各个细节展开了深入的认识，比如，15世纪下半叶，天文学、力学、物理学、化学、生物学等相继从自然哲学中分离出来。人类文明在“分化方向”推动细节认识发展的同时，不断深化的细节认识发展反过来推动着整体世界的“系统认识”。德国莱布尼兹认为任何事物都是在联系中显现出来的，都是在系统中存在的，系统联系规定每一事物，而每一事物又能反映系统和联系的全貌。他在《单子论》中明确提出：单子“是生物的元素”，是“组成复合体的单纯实体”；同时他又认为“宇宙是一个被规范在一种完美秩序中的统一体系”。德国古典哲学大师黑格尔把“绝对概念”称为“系统”，把这种系统理解为一个“过程的集合体”。他认为一切存在都是有机的整体，“作为自身具体、自身发展的理念，乃是一个有机的系统，一个全体，包含很多的阶段和环节在它自身内”。恩格斯评价说：“黑格尔第一次这是他的巨大功绩个自然的、历史的和精神的世界描写为一个过程，即把它描写为处在不断地运动、变化、转变和发展中，并企图提示这种运动和发展的内在联系。”
同时，恩格斯在《自然辩证法》中，把物质运动概括为机械的、物理的、化学的、生物的、社会的五种基本运动形式，力图以系统形式来描绘自然界和人类社会的联系。马克思和恩格斯把人类社会的发展作为一个复杂的动态系统来研究，在批判地继承康德、黑格尔等人的思想基础上，开拓和深化了系统思想研究工作。总的来看，近代系统思想突出了“分化认识发展”对“整体认识”的研究，其中马克思主义的“将社会看作动态系统”的观点，以思辨方式获得了富有成效的认识和发展，成为现代系统理论的先驱。
现代系统论是由美籍奥地利生物学家贝塔朗菲创立的。20世纪20年代，在生物学领域，机械论和活力论的思想论战被科学界和哲学界关注。机械论者用分析的方法把生物问题还原为物理和化学问题，把复杂的生理和心理过程看成是各部分的机械相加，指出了机体的部分物理化学机制，但无法解释复杂的生命体统一特性。活力论者则认为生物体内存在着一种特殊的“活力”，生物体内的整个生命过程就是由这种超自然的力量支配着，具有神秘主义色彩。贝塔朗菲提出“机体论”代替机械论和活力论。他指出，各种有机体都是按等级组织起来的，是分层次的，从活的分子到多细胞个体，再到个体的聚合物，各层系统逐级地组合起来，成为越来越高级越庞大的系统。贝塔朗菲在1954年成立了“一般系统论学会”，出版了《一般系统年鉴》等机关刊物；在1968年3月发表了《一般系统论：基础、发展与应用》一书，全面总结了系统论的基本概念、原理、范畴、体系等等，还发表了《普通系统论的历史和现状》。贝塔朗菲以来，“老三论”、“新三论”、“新新三论”等系统科学具体理论相继建立，不断发展。在国内，著名科学家钱学森提出了系统科学框架体系，并指出系统学的空白；乌杰教授提出了系统辩证理论；邓聚龙教授等人提出了灰色理论……当前，现代系统科学分支理论如雨后春笋，在各个具体领域蓬勃发展，已经成为引领21世纪科学发展的重要力量之一；但，它们侧重各自领域系统机能现象研究，带有各自的“脚手架”，尚未拆除（这是系统科学及其哲学的重要研究内容之一）。