20世纪 20年代，美籍奥地利生物学家冯·贝塔朗菲（V。Bertalan-ffy）发现，生物界可被看做一个以系统形式存在着的有机整体，并以生物学领域的研究为基础，创立了“一般系统论”。以后，系统现象和相关科学理论的研究逐步深入发展。耗散结构理论之父普里高津在60年代就认识到，在某种有限的区域里，一个系统是能够自发形成完整而连续的复杂结构的。这类自我组织的结构在自然界普遍存在。
自组织现象是指自然界中自发形成的宏观有序现象。在自然界中这种现象是大量存在的，例如：贝纳德（Bé nard）流体的对流花纹，贝洛索夫-扎鲍廷斯基（Belousov-Zhabotinsky）化学振荡花纹与化学波，激光器中的自激振荡，生命的生长，城市的形成等。生物自组织的最典型例子便是 DNA双螺旋结构。将人的一个 DNA分子拉直约有1 米长。它们以双螺旋结构蜷曲缠绕在一个细胞的细胞核中，其所占的空间也不过100毫微米，但这种结构最坚固又最节省空间。至于功能就更不用说了，它包含了生物所有的遗传密码，由它能衍生出万事万物。而且生命的几个基本特征也尽含其中，即自我繁殖、应激反应和自我适应。据《信息时报》报道，在北极圈以北挪威斯匹卑尔根群岛中的一个岛上，岩石形成了许多相当精确的圆环，就像是一个个撒在荒芜平原上的巨型面包圈；在阿拉斯加一个干枯了的湖床上，科学家发现了一些呈梯状排列的岩石和土壤；而在阿拉斯加另一处的一个池塘边上，那里的岩石呈织物纹路状排列，且石纹还在不断地向远方延伸。石圈令人觉得不可思议，人们怀疑这些奇特的地貌是外星人的杰作，但科学家却用试验证明，创造奇迹的正是我们伟大的自然母亲。美国加利福尼亚大学地质学家马克·谢斯勒在《科学》杂志上撰文指出：出现在北极圈永冻带平原上的岩石圈和石纹事实上是由自然力形成的，地表的岩石、土壤通过冻结、解冻、再冻结这一循环过程形成了各种规则的形状。互联网（INTERNET）也常常被看做是一种自组织的模式，决策分散化，可以自由地形成和瓦解虚拟社区；国际市场也被看做是一种自组织的例子，没有人管理却存在着独立而相互关联的行为。
自组织现象是包括生命系统在内的许多天然系统中，最引人入胜而又发人深思的一种行为。与“他组织”相比较，自组织系统的行为模式具有以下突出的特征（师汉民，2000）：（1）信息共享——系统中每一个单元都掌握全套的“游戏规则”和行为准则，这一部分信息相当于生物 DNA中的遗传信息，为所有的细胞所共享；（2）单元自律——自组织系统中的组成单元具有独立决策的能力，在“游戏规则”的约束下，每一个单元有权决定它自己的对策与下一步的行动。（3）短程通讯——每个单元在决定自己的对策和行为时，除了根据它自身的状态以外，往往还要了解与它临近的单元的状态，单元之间通讯的距离比起系统的宏观特征尺度来，要小得多，而所得到的信息往往也是不完整的、非良态的。（4）微观决策——每个单元所做出的决策只关乎它自己的行为，而与系统中其他单元的行为无关；所有单元各自的行为的总和，决定整个系统的宏观行为；自组织系统一般并不需要关乎整个系统的宏观决策。（5）并行操作——系统中各个单元的决策与行动是并行的，并不需要按什么标准来排队，以决定其决策与行动顺序。（6）整体协调——在诸单元并行决策与行动的情况下，系统结构和游戏规则保证了整个系统的协调一致性和稳定性。（7）迭代趋优——自组织系统的宏观调整和演化并非一蹴而就，而是在反复迭代中不断趋于优化。事实上，这类系统一般无法达到平衡态，而往往处在远离平衡态的区域进行永无休止的调整和演化；一旦静止下来，就表示这类系统的“死亡”。