生命理学専攻は、９つの大講座（18研究グループ）、臨海実験所、遺伝子実験施設、 G30国際プログラム、細胞生理学研究センター（Cellular and Structural Physiology Institute; CeSPI）、ニューロサイエンス研究センター（NeuroScience Institute; NSI）、およびトランスフォーマティブ生命分子研究所（Institute of Transformative Bio-Molecules; ITbM）加えた研究グループで構成されています。本専攻ではポストゲノム時代の生命科学推進のフロンティアとして、様々な生物種を材料に"ゲノム情報と進化" "遺伝子発現" "細胞分裂" "細胞骨格・オルガネラの制御" "生体膜" "運動とエネルギー変換" "感覚受容と細胞内情報伝達""動植物の生殖""多細胞高次形態の発生""脳・神経系の構造と機能""概日時計" "環境応答"など、多岐にわたる生命現象を分子の働きとして理解することをめざしています。

本専攻はこれまで21世紀COEプログラム「システム生命科学：分子シグナル系の統合」、高等研究院育成特別プログラム、 テニュアトラックプログラム、グローバル COE「システム生命科学の展開：生命機能の設計」、博士課程教育リーディング大学院プログラム「グリーン自然科学国際教育研究プログラム」、世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）など数々のプログラムに参加し、成果を上げてきました。 2018年からはトランスフォーマティブ化学生命融合研究大学院プログラム(GTR)に参加しており、化学と生物学が真の異分野融合を目指す国際研究拠点として、より高度な最先端研究を展開しています。