תחום לימודי הביולוגיה צומח ומתפתח ללא הרף. יישומי המחקר הביולוגי שבים ומופיעים בתחומים אחרים, משיקים יותר או פחות, מאקולוגיה ועד גנטיקה מולקולרית. לימודי מדעי החיים עברו שינויים מרחיקי לכת בעשורים האחרונים ונושאים כמו ביולוגיה תאית, נוירולוגיה, ביולוגיה התפתחותית ואקולוגית מתקדמים במהירות גבוהה מאי פעם. להתפתחויות אלו תהיה השפעה אדירה על החברה, בנושאים מהותיים ומרכזיים כמו רפואה, חקלאות ואיכות הסביבה. ההתרחבות המואצת במחקר הביולוגיה הובילה לטשטוש ההבדלים בין המגמות השונות וכיום, ביולוגים חוקרי מדעי הצמח יכולים להשתמש בכלים שפיתח ביולוג של גנטיקה מולקולרית, והאפשרויות מוגבלות פחות מאשר אי פעם בעבר.

מוסדות הלימוד מציעים מחלקות ומגמות שונות ללימודים תואר שני, ביניהן: מחלקות ללימודי מדעי הצמחים, מחלקות ללימודי זואולוגיה, מחלקות נוירו-ביולוגיות ועוד. המחלקות מצוידות במעבדות מודרניות ומתקדמות, המסייעות לסטודנטים לכונן מחקרים פורצי דרך, כשלרשותם הכלים והמכשירים המתאימים ביותר לכך.

בעלי תואר ראשון בביולוגיה או במדעי החיים וכן בעלי תואר ראשון בהנדסה או תואר ראשון במדעים מדויקים (ביניהם כימיה, הנדסה כימית, ביוטכנולוגיה ועוד), יוכלו להמשיך ללימודי תואר שני בתחומי הביולוגיה ומדעי החיים. לימודים אלו מתקיימים במסלול מחקרי הכולל הגשת עבודת גמר מחקרית (תזה), אשר מהווה פתח אל לימודי המשך לתואר שלישי או במסלול לא מחקרי, שאינו כולל הגשת תזה אך ישנה חובת הגשה של פרויקט גמר לא מחקרי. 

לאחר שרכשו ידע תאורטי מעמיק וניסיון מחקרי בתחום, בוגרי תואר שני בביולוגיה בעלי תואר ראשון יוכלו להתשלב במגוון תחומים בתעשייה כמו פיתוח ושיווק של ציוד רפואי חדשני, פיתוח תרופות או מחקר. 

לימודי תואר מוסמך אוניברסיטה בביולוגיה פונים לבוגרי תואר ראשון בביולוגיה, אך גם בוגרים בתחומים קרובים: ביולוגיה, מדעים מדויקים, הנדסה או רפואה. הלימודים פונים לאלו המעוניינים להעמיק את ידיעותיהם במחקר מעמיק בתחומי הביולוגיה השונים. הסטדונטים ירחיבו את תחומי התמחותם וירכשו כלים ומיומנות שיאפשרו להם לבצע מחקר בתחום. כך, למשל, ירכשו הסטודנטים ידע בשיטות מחקר ובגישות לפתרון בעיות במחקר. הם יעודכנו בהתפתחויות החדשות בתחומי המדעים הביולוגיים וירכשו ידע בין תחומי, ילמדו שיטות וטכניקות ניסוייות מגוונות, ילמדו להשתמש בטכנולוגיות חדשות ויעסקו בניתוח תוצאות ניסויים ומחקרים.

כמו כן, ילמדו הסטודנטים להכיר את כל החידושים בתחום הביולוגיה, יעקבו אחר ספרות חדשנית, ילמדו לפתור בעיות יסוד במדעי החיים ויכירו לעומק נושאים מתפתחים מתחומים שונים בביולוגיה, וכל זאת תוך טיפוח חשיבה עצמאית.

לימודי תואר שני בביולוגיה פונים לבוגרי תואר ראשון באחד מן התחומים הבאים: ביולוגיה, מדעים מדויקים, הנדסה או רפואה, שממוצע ציוניהם בתואר הראשון הוא 80 ומעלה, בפקולטות מסוימות ישנה אף דרישה מחמירה יותר של ממוצע ציונים בתואר הראשון של 83 לכל הפחות.
סטודנטים שאינם בוגרי תואר ראשון בביולוגיה יתכן ויידרשו השלמות בקורסי יסוד ומבוא בביולוגיה ובתחומים הקשורים למגמת ההתמחות, בהתאם לדרישות הפקולטה. חלק מהמחלקות השונות דורשות תנאי קבלה נוספים ללימודי תואר מוסמך במדעי החיים, כגון: המצאת מכתבי המלצה, קיום ראיונות בפני ועדת קבלה, האחריות למציאת ובחירת מנחה לכתיבת עבודת התזה מוטלת גם היא על הסטודנט. 
חשוב לציין כי תנאי הקבלה משתנים מעת לעת ולכן מומלץ לבדוק את תנאי הקבלה העדכניים מול מזכירות החוג.

משך הלימודים במסלול לתואר שני בביולוגיה עשוי להשתנות בין מוסד לימודי אחד למשנהו, בדרך כלל הלימודים נמשכים כשנתיים אך בחלק ממוסדות הלימוד אף יותר. הלימודים קיימים בשני אופנים: מסלול מחקרי הכולל הגשת תזה ומסלול עיוני אשר בוגריו מגישים פרויקט גמר שאינו מחקרי, לרוב המסלול המחקרי אורך זמן רב יותר מהעיוני. 

חשוב לדעת כי מרבית מוסדות הלימוד מציעים השתלבות במסלול הלימודים במתכונת של לימודי ערב ולימודים בימי שישי בוקר. אפשרות זו מהווה יתרון עבור המעוניינים לרכוש הכשרה זו אך אין ביכולתם לפנות את יומם לטובת הלימודים עקב התחייבויות קודמות כמו עבודה, לימודים או כל התחייבות אחרת. כך יוכלו ללמוד בשעות ובזמנים המתאימים להם ביותר.

תכנית הלימודים במסלול לתואר שני בביולוגיה משלבת בין תכנים עיוניים ותיאורטיים נרחבים ומעמיקים לבין התנסות מעשית בכתיבת עבודה מחקרית מעשית, עבודת התזה, השילוב בין אלו מבטיח כי הכשרת בוגרים בעלי יכולת עריכת מחקר מדעי מן המעלה הראשונה. 

נושאי הלימוד בתואר שני בביולוגיה הם רבים ומגוונים ומשתנים בהתאם למסלול הלימודים הנבחר, הרשימה הבאה מציגה כמה מהנושאים הנפוצים הנלמדים בתואר: ביוכימיה, ביופיסיקה, ביולוגיה של התא, וירולוגיה מולקולרית, ביואינפורמטיקה, אקולוגיה של בעלי חיים, ביולוגיה מולקולרית בצמחים ובבעלי חיים, ביולוגיה התפתחותית, פיזיולוגיה של הצמח, ביוטכנולוגיה, גנטיקה מולקולרית, חקר סרטן, הנדסה גנטית, אקולוגיה פיזיולוגית, אימונולוגיה מולקולרית, נוירוביוכימיה, אקולוגיה ואיכות הסביבה, זואולוגיה, מדעי הצמח, אקולוגיה מיקרוביאלית ועוד.

בוגרי מסלול הלימודים לתואר שני בביולוגיה אשר יעמדו בהצלחה בכל דרישות הלימודים, לרבות עמידה בחובת נוכחות, השתתפות פעילה בשיעורים, ביצוע התנסויות מעשיות, הגשת תרגילים ומטלות ומעבר בחינות, יוענק תואר שני בביולוגיה מטעם המוסד הלימודי בו השלימו את הכשרתם. הבוגרים יכולים להשתלב בתעסוקה בחברות רפואה ותרופות במגוון תפקידים, החל מאנשי מעבדה דרך חוקרים ומפתחים וכן, גם כתועמלנים ואנשי שיווק של תרופות או מכשור רפואי. יכולות פתרון הבעיות שנרכשו במהלך הלימודים מתאימות לתפקידים שונים בתחומי התעשייה והכלכלה.

בנוסף, בעלי תואר מוסמך בביולוגיה יכולים לעבוד בהוראת המקצוע בבתי ספר או כמפתחי תכניות חינוכיות למקצוע במשרד החינוך, וזאת לאחר שהשלימו לימודי תעודת הוראה.

בוגרי תואר שני בביולוגיה יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט, ולהשתלב בסגל האקדמי של ההוראה והמחקר כמרצים וחוקרים במכוני מחקר ומוסדות להשכלה גבוהה בתחומם. תנאי הקבלה ללימודי תואר שלישי דורשים ממוצע של 85 לכל הפחות בתואר השני, כאשר ישנם מוסדות לימוד מחמירים אף יותר, אשר דורשים ציון מינימלי של 88. כמו כן, חלק ממוסדות הלימודים מציבים תנאי קבלה נוספים כגון: מכתבי המלצה, ראיון אישי, ועדות קבלה ועוד. 

כמו כן, בוגרי תואר מוסמך אוניברסיטה בביולוגיה יוכלו להשלים לימודי תעודת הוראה ולהשתלב בהוראת הביולוגיה במערכת החינוך כמורים מקצועיים ורכזי המקצוע. במסגרת לימודי תעודת הוראה הבוגרים יוכשרו להעברת חומר הלימוד המבוקש לתלמידים תוך שימוש באסטרטגיות ומיומנויות הוראה שונות ומגוונות.