1.生态学，包括行为生态学，种群生物学，群落生态学，生理生态学，生态系统分析和生物地球化学。
2.细胞和分子等级的功能生物学，包括细胞生理学，分子遗传学，发育生物学，发育遗传学，基因组学，动植物的生物信息学。
3.生物有机体，包括比较生理学，功能形态，生物力学和动物行为。
4.进化生物学，包括群体遗传学，进化生态学，进化形态，宏观进化，生物地理学，系统学。杜克大学生物系设有许多生物研究实验室，如杜克大学资源与环境政策研究中心、威特兰动植物研究中心、杜克大学海洋实验室、海洋生物医学中心和热带环境保护中心等。
