对于生物形态特征的观察和认识，是中国古代生物分类学的基础。春秋战国以来，人们的生物形态知识，包括对生物体各部分器官的识别、命名及描述，在不断地扩大和深入。《韩非子·解老》提到“树木有曼根、有直根。根者，书之所谓柢也。柢也者，木之所以建生也；曼根者，木之所以持生也。”意思是说，直根具有支撑植物的功能，使之挺然耸立；蔓根具有吸收养料供植物体持续生长的作用。《后汉书·延笃传》提到“枝叶扶疏，荣华纷缛，末虽繁蔚，致之者根也”，说明枝叶繁蔚是由于根发育得好的缘故。《尔雅·释草》记述“卷施草拔心不死”，认识到植物有宿根的现象。在《说文》中，“茎”解释为“草木幹”，并进一步称草本植物的茎为“茎”，称木本植物的茎为“幹”。从茎派生出的枝条称为“枝”。茎的上部、表皮等都有专名。《释草》中还提到“莽，数节，桃枝四寸有节，邻，簢，坚中，徐中。”说明已注意到茎有“中实”和“中空”的不同，并已有了“节”和“节间”的概念。类似记载还可以列举很多，反映出当时对于植物营养器官根茎叶以及繁殖器官花果核的部位与功能，已经积累了非常丰富的知识。在《尔雅》、《说文》等著作中，关于动物形态的描述，大多以大小、毛、皮、颜色以及突出特征等为主，著录范围较广但说明文字比较简略。后来东晋郭璞撰《尔雅注》，对动植物形态性状进行了更具体和详细的描述，对于生物形态学以至生态学和分类学都作出了重要贡献。在秦汉时期的其他著作中，还有一些有关生物形态的零星描述，如东汉杨孚《异物志》载：“孔雀，其大如雁而足高，毛皆有斑文采，形体既大，细颈，隆背，..自背及尾背有珠文，五采光耀，长短相次，羽毛皆作员文，五色相绕，如带千钱，文长二三尺，头带三毛，长寸许，以为冠。”首次详细和逼真地记述了孔雀的形态特征。此外，《尔雅》所载“桑■有椹”，指的是桑树有半数能结桑椹，说明当时对于植物有雌雄性别的分化已有初步认识。《氾胜之书》中则进一步总结了雌麻和雄麻的不同栽培方法，而且指出收获麻（雄麻）最好是在“穗勃”，即花粉散出的时候，反映出对雌雄株的不同生理特性已有相当的了解。还应特别提到的是，由于畜牧业的发展，对家养动物的形态与内部解剖的观察和认识更为丰富，并且有专著问世。如《汉书·艺文志》载有《相六畜》等书，近年曾在马王堆出土帛书《相马经》，银雀山出土简书《相犬经》残卷，这些都可说是我国早期的动物形态学著作。