80年前成立的生物学系是清华大学部最早设立专修课程的学系之一。一批早期留美生成为生物系师资的中坚，他们教学与研究并举，使得该系成为我国近代最早开展生物学教育和科学研究的基地之一。
以实验生物学为主要发展方向
1926年生物学系成立，3年后附属于新成立的理学院。在办系方向上和课程设置上仿照美国大学，并且多沿用美国教材，学术思想受美国近代流行的摩尔根遗传学派等影响较大。除大一共同必修课之外，必修的本系课程有20门，还必须选修至少30学分的德文（或法文）、理学院各系及社会学系的相关课程。这充分体现了通才教育的办学思想，以求授予学生生物科学的基础知识，使学生毕业后“或入研究院作专精之研究，或任高中教师”，均“有一个充足的预备”，以免“专门太早”。
生物学系以实验生物学为主要发展方向。早期生物科学是静态的、以形态描述与分析为主的学科，逐步发展成动态的、以实验为基础的定量的学科，清华是走在前面的。实验在教学中占有很大比重，本系必修课程中除《生物学史》等两门课以外，其他课程均有实验。
30年代初，随着清华第二批四大建筑之一——生物馆的建成，实验室大大扩充，仪器设备也有不少添置。此时课程设置基本定型，系的规模有所扩大。由建系之初学生人数只有两个年级3个人，增加到20多人，并开始培养研究生，每年约一两名。馆内先后建成普通生物、植物分类、植物形体、植物生理、植物解剖、无脊椎动物、比较解剖、体素学胚胎、动物生理学等9个实验室，以及动植物标本室、植物培养室等。实验室拥有生理仪器1000多台，重要标本120多件，每间实验室可容20人。此外，校内还有为试验和研究提供素材的植物园、金鱼场。教师对学生做实验的技能训练和写实验报告等都较重视，要求十分严格；实验结果不对，一般得重做。
1926～1928年先后由钱崇澍、刘崇乐和陈桢教授出任系主任。钱崇澍为1910年选送的第二批直接留美生，是我国植物学的创始人之一，也是我国植物生理学的启蒙人，历任南北多所大学的生物系教授，我国很多知名的植物学家都曾受教于他。1934年陈桢出国休假期间，曾由李继侗教授代理系务，此外生物学家吴韫珍、胡经甫、寿振璜等也先后在此执教。他们多是清华学校时期培养的留美生。
把科学研究看做“第二种事业”
生物学系提倡科学研究。陈桢早在大学部成立之初，即提出要把科学研究看做“清华大学的第二种事业”，认为“应该把增进学术与培养人才同样的重要”。之后更明确提出把研究工作作为主要任务之一，提倡教师开展科学研究的同时，鼓励学生进行科学研究。
清华生物学系是我国近代较早开展生物学教育和科学研究的基地之一，并于1930年秋设立生物研究所。当时提出的研究计划是：本国植物之采集与研究；本国动物之采集与研究；以试验方法研究动植物之生理、遗传与进化。据粗略统计，至解放前在国内外发表的学术论文及书评介绍等近百篇，许多研究达到很高的水平，如陈桢在遗传与演化，李继侗在植物生理和生态，吴韫珍在植物的调查、采集、分类方面的研究等，其中陈桢的研究成果首次证明了金鱼的孟德尔式遗传，震动国内外生物界。
科学研究促进了教学水平的提高，生物学系授课的教师可谓人尽其材，这一点在联大时期尤为突出。有一位老师讲授两门课程，也有三位老师合教一门课程。《普通植物学》由吴韫珍、李继侗和张景钺各就所长分别讲授分类、生理、生态，这恐怕是空前绝后的。沈同是研究营养学的，就由他开设《生物化学》课程。值得一提的是，他们所编写的中文教材至今仍作为高校生物学参考书或教材，陈桢编著的《普通生物学》对当时我国生物学教学的改进产生了很大影响。生物学系对于培养教学科研人才可谓贡献不菲，截至院系调整前，生物学系共培养了本科毕业生100多人，研究生10人左右。其中，汪振儒、吴征镒等先后执教生物系，中国科学院生物学部院士中有数十位就读或执教于清华大学。
1952年全国高等院校院系调整时，生物学系并入北京大学。1984年恢复建系，并更名为生物科学与技术系，当年仅招硕士生。翌年，学校恢复理学院，生物科学与技术系隶属理学院，并开始招收本科生。复系20多年来，继承教学与科研并重的传统，不断探索培养高层次的科研人才，生物科学与技术系是全国和教育部生物学专业的“人才培养基地”，系实验教学中心被评为首批国家实验教学示范中心。目前在系学生超过千人，其中研究生达400人左右。随着21世纪生物、信息、纳米材料三大新兴学科的突起，清华将为培养现代生物学人才做出新的贡献。
