Три найбільших відкриття визначили нову епоху в природознавстві і вирішальним чином вплинули і на медицині: «Пізнання взаємної зв'язку процесів, що відбуваються в природі, рушило гігантськими кроками вперед... По-перше, завдяки відкриттю клітини... По-друге, завдяки відкриття закону збереження і перетворення енергії... Нарешті, по-третє, завдяки вперше представленого Ч. Дарвіном зв'язного доказу того, що всі навколишні нас тепер організми виникли в результаті тривалого процесу розвитку» (Ф. Енгельс).
З галузей медичної науки, які впливали на інші її галузі і сприяли їх розвитку в дусі нових запитів, одне з чільних місць посіла фізіологія.
Пізніше, у другій половині 19 століття, такий же вплив на інші галузі медицини надали нові науки - мікробіологія та біохімія.
Основним методом фізіології, а потім і інших медико-біологічних дисциплін у 19 столітті став експеримент. Експериментальний метод наблизити медицину до точного природознавства.
Особливо великі успіхи були досягнуті фізіологією в області з'ясування діяльності нервової системи. Велике значення мав експериментально доведений рядом вчених (чехом В. Прохаской, шотландцем Ч. Беллом і французом Ф. Мажанді) факт, що передні корінці спинномозкових нервів проводять рухові імпульси, а задні - чутливі. «Лікар майбутнього є лікар-експериментатор», вчив французький фізіолог К. Бернар (1813-1878). Розвиток природознавства і медицини він ділив на дві стадії: стадію спостереження (представник її Гіппократ) і стадію експерименту. К. Бернар вивчав освіта в печінці тваринного крохмалю-глікогену, роль у травленні численних залоз травного тракту, симпатичну нервову систему, судинні нерви, встановив участь нервової системи в теплоутворення, у вуглеводному обміні та ін Велике значення мав «цукровий укол»: пошкодженням дна IV шлуночка мозку К. Бернар вперше експериментально отримав у тварини цукрове мочеизнурение (1849).
Не менше значення мав для розвитку експериментальної фізіології інший класичний експеримент, який зробив за 5 років до цього (в 1842 р.) російський фізіолог А. М. Филомафитский (1807 - 1849) спільно з В. О. Басовим, згодом видатним хірургом: штучний фістулу шлунка. Пізніше В. П. Павлов зробив цю операцію одним з основних методів для вивчення фізіології травлення, відділення «психічного соку», що передував вивчення умовних рефлексів. А. М. Филомафитский поклав початок експериментальному викладання фізіології в Росії. В «Фізіологія, видана для керівництва своїх слухачів» він відстоював, на противагу умозрительному підходу натурфілософів, «шлях досвіду і спостереження» (1836). Филомафитский одночасно з Н. В. Пироговим поклав початок науковому вивченню наркозу (ефірного, хлороформного), запропонував маску для наркозу, розробив теорію і практичні заходи щодо переливання крові.
«Життєву силу» - поняття, що мало тоді широке ходіння,- Филомафитский пропонував «не змішувати з душею, як це зробив Шталь», а трактувати як «властивість органічної матерії виявляти життєдіяльність, виражену або внутрішнім або зовнішнім рухом».
Затвердження у фізіології матеріалістичного напряму пов'язано з діяльністю В. М. Сєченова (1829-1905). Його дослідження в галузі фізіології нервової системи лягли в основу матеріалістичної фізіології і психології. Зміст головного твору Сєченова - «Рефлекси головного мозку» (1863) розкривається в первісному назві цієї праці, не допущене цензурою,- «Спроба звести спосіб походження психічних явищ на фізіологічні основи». «Рефлекси головного мозку» і наступні роботи Сєченова («Елементи думки», «Кому і як розробляти психологію» та ін) поклали початок новому етапу в розвитку фізіології і психології. Значення цього етапу В. П. Павлов визначив так: «Мозок, який у вищій його формації - людського мозку - створював і створює природознавство, сам стає об'єктом цього природознавства».
