Biologija, kaip ir kiti mokslai, naudoja sistemingus tyrimo metodus naujoms žinioms gauti. Pagrindiniai biologijos tyrimo metodai yra stebėjimas, lyginamasis metodas ir eksperimentas. Kiekvienas metodas turi savo specifiką ir taikymo sritis, pradedant nuo paprasto organizmų stebėjimo natūralioje aplinkoje iki sudėtingų eksperimentų, kuriais siekiama nustatyti priežastinius ryšius.

Eksperimentas yra sudėtingas tyrimo metodas, kuris atliekamas keliais etapais: stebėjimas, klausimo iškėlimas, hipotezės formulavimas, eksperimento planavimas, eksperimento atlikimas, duomenų registravimas, duomenų analizė ir išvados formulavimas. Eksperimente yra naudojami nepriklausomieji ir priklausomieji kintamieji. Nepriklausomasis kintamasis yra tas, kurį tyrėjas kontroliuoja, o priklausomasis kintamasis yra tas, kurio pokyčius lemia nepriklausomasis kintamasis. Svarbu, kad eksperimentas būtų pakartojamas, kad būtų galima įvertinti duomenų patikimumą.

Paukščių žiedavimas – tai specialus mokslinis metodas, skirtas paukščių migracijos keliams, žiemojimo ir perėjimo vietoms, gyvenimo trukmei ir kitiems svarbiems duomenims nustatyti. Paukščiai žieduojami specialiais žiedais, ant kurių užrašyta informacija leidžia identifikuoti paukštį, jei jis vėliau pagaunamas ar randamas.

Prieš pradedant stebėjimą, būtina aiškiai apibrėžti stebėjimo objektą, tikslą, vietą, laiką ir duomenų registravimo būdą. Atsakymai į klausimus „Kas?“, „Kodėl?“, „Kur?“, „Kada?“ ir „Kaip?“ padeda suformuluoti aiškų stebėjimo planą ir užtikrinti, kad bus surinkti reikalingi duomenys.