用药治病在我国有着悠久的历史，《诗经》、《山海经》和先秦诸子的著作中，都有关于药用动、植物的记载。《山海经》中提到的动、植物有130多种，其中明确具有药用者植物类有52种、动物类有61种。《山海经》虽然不是一部专门记述药物的书，但它的内容已经涉及许多药用的动、植物和矿物，对我国后世本草书的产生和发展有着一定的影响。
“本草”一词，最早出现于汉代。《汉书·郊祀志》中就有“本草待诏”职称的记载。《说文》：“药，治病草也。”古代用药以植物药为主，所以记载药物的书，就称之为“本草”。《汉书·平帝记》记载，元始五年（公元5年）朝廷要“征求天文、历冥、方术、本草等教授来京师”。据《汉书·楼护传》记载，楼护少年时候（1世纪）曾“诵读医经、本草、方术数十万言”。这说明两汉时期，我国本草学已取得了一定的成就。1972年在长沙市东郊发掘的马王堆汉墓，出土了不少有助于揭示当时人们对植物功用认识的资料。在一号汉墓出土的药物中有辛夷、桂、花椒、茅香、佩兰、高良姜、姜、酸枣核、藁本等含挥发油的芳香性植物药。这些植物药有祛风、发汗、祛痰、和中暖胃的作用，外用可以避秽消毒。虽然我们不知当时的人们对这些植物的认识情况，但可以肯定他们对其中的药效有相当程度的了解。这可从墓中出土的《五十二病方》中得到进一步证实。
《五十二病方》是我国已发现的最古医方帛书，成书约在公元前3世纪末。它记载植物药100余种，动物药40余种。对药物的记述有些已涉及地方别名，但没有关于形态的描述。上述的辛夷、花椒、姜、桂等都见于《五十二病方》中。
我国最早的本草学著作是《神农本草经》。它约成书于东汉时代。原书早失，其中主要内容遗存在《证类本草》等书中。明清有不少国内外学者对它进行辑复。全书记载药物360种左右，植物药占大部分，约为250种，动物药近70种。书中将药物按其性能、疗效分为上、中、下三品。这是一种药物的功能分类，不是用于生物的分类。这种分类法比较简单。
《神农本草经》对每种药物的描述包括别名、生长地、性味、主治、功能等。其中大部分证明确有疗效，比较真实地反映了这些动植物药效的真实情况。如“上品”中的人参、甘草、生地、黄术、署豫、大枣、阿胶；“中品”中的干姜、当归、麻黄、百合、地榆、厚朴等都是补虚治疗的有效药物；“下品”中的巴豆、桃仁、雷丸也是利水、活血、杀虫的有效药。这说明该书的记载是人们长期认识和实践的产物，具有较高的科学价值。
《神农本草经》对我国古代本草学的发展有着深远的影响。随后几个朝代的大型综合本草著作都收录了它的全部内容。其他一些学术著作如《博物志》、《抱朴子》等也多次引用。它为我国本草学的发展奠定了基础。
继《神农本草经》之后，这一时期较重要的本草著作还有《吴普本草》、《名医别录》和《本草经集注》等。《吴普本草》是著名医学家华佗的学生吴普撰写的药物著作，也是继《神农本草经》之后一部流传较广的本草著作。大约在宋代丢失，主要内容散见于《本草经集注》、《证类本草》等著作中，农书如《齐民要术》也见引用。类书如《太平御览》也多有摘录。从现在能看到的材料，主要是记述药物性质，但也有些描述涉及药用植物的别名、产地、形态和生态等。
《名医别录》约成书于汉末，是《神农本草经》成书后，一些医学名家在《神农本草经》一书基础上补记药物功用、新添药物种类而成。它反映了人们对药物认识的增进。《名医别录》对药物的记述包括正名、别名、性味、有毒、无毒、主治、产地、采收时节等等。值得注意的是，本书还开始有一些药用植物的形态描述。如记石脾：有“黑如大豆，有赤纹，色微黄而轻薄”；记木甘草：“大叶如蛇状，四四相值，拆枝种之便生”等记述。对植物叶的着生方式和营养繁殖情况作了初步的描述。《名医别录》对植物药的鉴别亦有些简单的记载。如钩吻，书中写道：“折之青烟出者名固活”；石龙：“九节多味者良”。本书一般都指明药物的出产地，如“蕙实，生鲁山”；“千岁蔂，生太山”等。记载的药用动植物的别名也比《本草经》多。如贝母，《本草经》只记有一个别名，而《别录》则记有五个别名；沙参，《本草经》只记一个别名，《别录》有六个别名。这些在古代生物学发展史上具有重要意义。
《名医别录》之后的重要本草著作是南朝陶弘景的《本草经集注》。陶弘景编撰这部著作是有感于当时流传的本草书错误较多，内容不全面，事例也不够完善。他着手整理了《神农本草经》中的365种药物，又从《名医别录》中采用了的365种药物添上，编成这部三卷收载药物730种的著作。
这部著作，总结了魏晋以来本草学的发展成就，补充了许多新的内容。对药物的产地、药用部分的形态、鉴别方法、性味、采摘时间和方法等都有更详细和确切的记述和观察。从现存的资料看，该书对药用植物的形态鉴别很重视，尤其是对果实的鉴别。如书中写道：“术有两种，白术叶大有毛而作桠，根甜而少膏，可作丸散用；赤术（苍术）叶细无桠，根小，苦而多膏，可作煎用。”又如桑寄生，陶弘景指出：它“生树枝间，寄根在皮节之内。叶圆青赤厚泽。易折，傍自生枝节，冬夏生，四月花白，五月实赤，大如小豆。今处处皆有之，以出彭城为胜”。这里对桑寄生的形态、花期、习性、性味，都作了描述。虽然，他对各种动、植物的描述也存在有许多不确切之处，但在本草系统中，《神农本草经集注》是比较注重药用动、植物形态，并用之于生药鉴别的。这在植物学知识的积累和传播方面都很有价值。
《本草经集注》突破了《神农本草经》上、中、下三品分类法，参考了《尔雅》的动植物分类模式，先将药物分成玉、石、草木、虫兽、果、菜、米食、有名未用等八类，然后在每类中再分为上、中、下三品。这种分类一直为唐、宋的大型本草著作沿用。
《本草经集注》大约在宋初就已散失，现在仅存有敦煌石室藏本的序录残本。由于我国历代本草具有扩编、补遗、整理等编写特点，所以《本草经集注》的大部分内容，还是被后世本草著作如宋代的《证类本草》等所吸收和保存下来。
西域和南方动、植物的研究
西汉在经过开国至汉武帝时六七十年的休养生息后，社会经济得到很大的发展，这是一个很强盛的历史时期。公元前138年，历史上著名的探险家张骞奉汉武帝之命出使被匈奴西逐的大月氏。他虽然没有达到汉武帝联合大月氏夹击匈奴的目的，但却打通了西域，开辟了从长安经过宁夏、甘肃、新疆，达到中亚细亚各地的内陆大道，是中外交流史上的一件大事。他的业绩非常受人景仰，以致后人把从西北和国外各地传入的许多经济作物，说成是他的业绩。
从正史中不能看出张骞确切引入何种粮食作物。但据西晋的《博物志》等书记载，有红兰花、胡麻、蚕豆、葫、胡荽、苜蓿、安石榴、胡桃、胡瓜、葡萄等植物。我们不必拘泥这些植物的引进是否完全为张骞带进，但可以肯定是他在通西域以后进入内地的，对我国内陆地区的生产生活的发展和提高有重大的意义。
自秦始皇于公元前214年出兵岭南以后，南方及沿海地区与中原地区及关中地区的联系进一步加强。特别是公元前110年汉武帝分别派兵征服了自立为王的南越和闽越以后，不但汉王朝较先进的政治经济和文化、技术促进了当地经济生产的发展，而且当地的生物资源也不断传入内地，开阔了内地学者的眼界，增添了他们的生物学知识。
从司马相如的《上林赋》可知，当时的京城学者已知南方的卢橘、黄甘（柑）、橙、枇杷、厚朴、杨梅、离（荔）枝等果卉。据《三辅黄图》记载，汉武帝元鼎六年（前111）破南粤后，在上林苑修建扶荔宫，将不少南方产的奇花异木种植在宫中。这些植物有菖蒲、山姜、甘蕉、留求子、桂、蜜香、指甲花、龙眼、荔枝、槟榔、橄榄、千岁子、柑橘等3000余种。这些对于人们植物学知识的积累和植物新种驯化水平的提高都有巨大影响。
到了东汉，内地的学者对南部边陲的动植物资源有了更多的认识。公元1世纪，伏波将军马援，在从交趾（越南）回来时，便从当地带回许多薏苡种子。此时，朝廷还在岭南设有“橘官”以贡御橘。东汉以来南方的物产，越来越受到人们的注意，一些旅行家和地方官员也开始对南方的奇花异果加以记载和描述，从而出现了各种“异物志”和“异物记”之类著作。这些“志”和“记”实际上就是对南方动、植物资源的调查研究的成果。它具有一定的植物学水平。
我国最早的一部“异物志”是东汉杨孚作的《异物志》，又称《南裔异物志》。原书已失，散见于后世征引的内容中只有翠鸟、鸬鹚、孔雀、橘、荔枝、龙眼等几种动植物，文字记载简略。他的作品是这一类型的开山之作，对后世有一定影响。
在杨孚以后，出现了多种“异物志”著作。如万震的《南州异物志》、谯周的《巴蜀异物志》、沈莹的《临海异物志》、陈祈畅的《异物志》、薛莹的《荆杨已南异物志》及一些不署撰人的《异物志》等。其中以万震和沈莹的著作较为著称。
1.《南州异物志》
作者万震是三国吴人，曾任丹阳太守。原著已经失散，但多见各种史籍征引，清人有辑本。现在可见的内容还有几十种动植物的记述。其中植物有：椰树、甘蕉、棘竹、榕、杜芳、摩厨等。从描述的内容看，万震经过实地考察，对植物的描述细致形象。如书中对椰树的习性、枝叶、果实及其皮肉构造都有客观的描写。作者对甘蕉是这样说的：“甘焦，草类。望之如树。株大者一围余。叶长一丈或七八尺。广尺余。华大如酒杯，形色为芙蓉。茎末百余子，大名（各）为房。根似芋魁，大者如车毂。实随华，每华一阖，各有六子，先后相次；子不俱生，华不俱落。此蕉有三种：一种子大如拇指，长而锐，有似羊角，名‘羊角蕉’，味最甘好。一种子大如鸡卵，有似牛乳，味微减羊角蕉。一种蕉大如藕，长六七寸，形正方，名‘方蕉’，少甘，味最弱。其茎如芋。取，濩而煮之，则如丝，可纺绩也。”从上面这段描述，可以看出万震对植物的描述是相当全面的。他很恰当地将甘蕉归于“草类”，“望之如树”，“其茎如芋”。对其株大、叶长也有初步定量的描述。花的形状、大小和颜色则用类比，果实（子）的数量、根的形态，以及各品种果实形状的差异和味道的优劣，茎皮纤维的用途等都加以讨论。它集中地体现了当时人们辨识植物特征的角度和方式。书中注重用途的记述，说明人们认识植物的目的是为了更好地利用植物。
2.《临海异物志》
是吴国丹阳太守沈莹所记的一部方物志。主要记载吴国临海郡（今浙江南部和福建北部沿海一带）的风土民情和动植物资源。原书早就失散，《说郛》中有一个辑佚本。近来农业出版社曾出版一个较完全的今人辑本。就今天可见的内容而言。沈的著作有相当部分的内容是记载动植物资源的。它记述了近60种鱼，40多种爬行动物和贝壳动物，20余种鸟，20多种植物。记载大多比较简要，动物一般记述某部分显著特征和生活节律，以及在物候方面的观察经验。在记有的20多种植物中，大部分是果树，主要记述果实的形状、味道、释名等。
除了“异物志”这一名称的著作外，还有其他一些与生物学有重要关系的方物、地记著作。这些著作多见于两晋南北朝。如嵇含的《南方草木状》、徐衷的《南方草物状》、裴渊的《广洲记》、刘欣期的《交州记》、周处的《风土记》、沈怀远的《南越志》和魏完的《南中八郡志》等；在这些著作中，独具特色且在生物学上有较高成就的是《南方草木状》和《南方草物状》。
3.《南方草木状》
旧题永兴元年（公元304年）嵇含著。关于本书的作者和成书年代，学术界一直有不同看法，至今尚无结论。我们暂且将它视为本时期作品而加以讨论。《南方草木状》是专述南方植物的专著，颇似现在的地方植物志。全书著录华南植物80种，分草、木、果、竹四大类。系统完整，描述典雅。例如对朱槿花，书中是这样描述的：“朱槿花，茎、叶皆如桑，叶光而厚，树高止四五尺，而枝叶婆娑。自二月开花，至中冬即歇，其花深红色，五出，大如葵，有芯一条，长于花叶，上缀金屑，日光所烁，疑若焰生。一丛之上，日开数百朵，朝开暮落，插枝即活，出高凉郡，一名赤槿，一名日及。”对木槿的株型、茎叶形状、花蕊形状、花色花数、开放特点等都作了准确生动的描述。在记述柑橘时，不仅记载了柑橘的许多品种，而且提到了能防治柑橘害虫的黄猄蚁。这是虫害生物防治的最早记录。
徐衷是东晋至刘宋初人，曾在岭南长期居住，根据自己所见写作而成。徐的著作早已不存，已故著名学者石声汉先生曾进行过辑复工作。辑得的内容记有植物50种，鸟、兽、鱼、蚌、贝等17种，物产2种，共记69种，从中可以看出这本书对南方的草木鸟兽有详实可据的记述。