机能学（生理科学）实验主要以动物为实验对象，观察和研究机体功能和代谢变化，机体的功能和代谢变化以生物信号的形式表达，生物信号中有一些是生理过程自发产生的，例如血压、心电信号、体温、血液氧分压、神经细胞动作电位等。另一些信号是外界施加于机体，机体响应后再产生出来的，例如超声信号、同位素信号、X射线信号、血药浓度等。人的感官对绝大多数的生物信息不能直接感知，需要借助仪器设备对其进行观察和测量。机体是一个包含成千上万信息的复杂信号源，一般可将生物信号分成三大类：

1．化学信号  机体各种生命物质的化学组成成分和机体内物质含量。

2．生理信号  包括生理和心理信息，如血压、呼吸、肌肉张力、视觉、情绪等。

3．物理信号  生物电、生物声、生物光、生物磁等。

机能学（生理科学）实验研究涉及上述三类生物信号，但有所侧重，在化学信号中比较侧重于机体内物质含量的信号如血糖浓度等，在生理信号中主要研究肌肉张力、血压、血流量等生理信号，在物理信号中目前以研究生物电、生物声为主。

在 机能学（生理科学）实验中多数实验通过观察测量生物信号来了解机体功能代谢的情况，其实验过程中，实验对象（动物）的信号反映机体功能代谢的情况，通过换能器从实验对象拾取生物信号并变换成电信号，该电信号（比较微弱）经记录测量仪器的放大并以人感官所能感知的信息形式显示和记录。对实验对象施加刺激，反映机体功能代谢变化情况的信号也相应改变，对这些变化的信号进行分析，便可获知机体功能代谢变化情况。