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動物學歷史悠久，與人類生產活動關系密切。在以漁獵為主要生產方式的原始社會，人類就逐步認識了一些與人類關系密切的動物生活習性及其身體結構，并嘗試飼養馴化有益的動物，防治有害的動物，積累了一些動物知識。在4700年以前殷商的甲骨文中，可以辨認出許多獸、鳥、魚、蟲等字，后來的象形文字也把“蟲”、“魚”、“犭”作偏旁，可知已有一定分類觀念。3000多年前的著作《夏小正》中即記載了“五月浮游出現，十二月螞蟻進窩”等生態現象。春秋時代的《詩經》中述及動物達100余種。2500年前的《尚書·禹貢篇》中記載了當時9個大區域的經濟動物種類，是中國動物地理學的萌芽。距今2000多年前的《周禮》中把動物分為毛、羽、介、鱗、蠃5類，大致相當于現代動物分類中的獸類、鳥類、甲殼類、魚類和軟體動物。漢代《爾雅》中有釋蟲、釋魚、釋鳥、釋獸、釋畜5類，每篇都寫了近百種動物。隋唐時期的《扁鵲難經》提到人體血液循環現象比英國學者W.哈維約早1000年。北魏賈思勰的《齊民要術》總結了許多漁、桑、農、牧的經驗。唐代陳藏器的《本草拾遺》中以側線鱗數作為魚類分類的重要性狀，至今沿用。公元265～420年的晉代，中國已率先編纂了動物圖譜，稽含的《南方草木狀》(304)，繪制了人們利用螞蟻撲滅柑橘害蟲的情景，是世界生物防治的最早范例。明代李時珍《本草綱目》描述了400多種動物，許多還附有外形圖，堪稱動物學史上的偉大典籍。

西方于公元前384～322年，古希臘的亞里士多德曾系統描述了幾百種動物，被譽為動物學之父。老普林尼編寫的37卷的《博物志》中，第7～11卷為動物學內容。

16世紀后，動物學呈現出勃勃生機，學術著作紛紛問世，其中分類學和解剖學進展尤為迅速。17世紀顯微鏡的問世，更推動了微觀領域中組織學、胚胎學及原生動物學的繁榮。18世紀瑞典生物學家C.von林奈創立了動物分類系統及雙名法，將動、植物分為綱、目、屬、種和變種5個階元，奠定了現代分類學的基礎。18世紀末至19世紀初，法國生物學家J-Bde拉馬克提出了物種進化的思想，認為動物在生活環境的影響下，可以變化、發展和完善。同時期的居維葉也在比較解剖學及古生物學方面作出了貢獻。19世紀中葉德國生物學家T.A.H.施旺闡明了動物體的基本結構單位是細胞。

1859年，英國科學家C.R.達爾文確立了生物進化的學說，用“生存競爭”、“自然選擇”的原始和生動具體的實例，剖析自然界動物的多樣性、同一性、變異性等，推動了動物學的前進。20世紀進化學說的新成就又進一步證明，突變產生的新遺傳基礎在進化中有重要的意義，自然選擇和生殖隔離使同一物種的不同種群向不同方向發展。

20世紀以來，由于學科的相互滲透和研究手段的不斷改進，促成了動物學的飛躍。當今的動物學，已由過去的觀察描述階段，上升到了研究生命活動規律的高峰。