所谓结构，是指物质系统内各组成要素之间的相互联系、相互作用的方式。要素之间的个别联系或某些联系还不能形成系统的结构。而要素之间相互联系和关系的总和，才能形成系统的结构。无论是宏观世界和微观世界的一切物质，总以一定的结构形式存在着、运动着和变化着。在自然界中，物质与结构总是不可分割的。

所谓功能，是指物质系统所具有的作用、行为、能力和功效等。功能可分为外部功能和内部功能两种。

所谓外部功能，是指系统整体与外部环境相互作用时，所具有的适应环境、改变环境或疏通环境的作用、能力、行为和功效等。

所谓内部功能，是指系统整体对要素的作用、能力、行为和功效等。例如，人脑的内部功能是协调大脑两个半球和各个分区，对摄取到的信息进行储存、加工、整理，而人脑的外部功能则是控制、调节、制约机体对外部刺激作出相应的反应。

结构与功能是相互依存和相互制约的。

结构与功能的联系是复杂的和多样的。常见的联系有三种类型。第一种同构同功。有什么样的物质结构，就有什么与之相联系的特定的功能；或者相同的结构，表现为相同的功能。如天然尿素，具有促进农作物生长和发育的特定功能；人工合成的尿素具有与天然尿素同样的结构，因而也就具有与天然尿素同样的功能。第二种同构异功或一构多功。即一种结构的某种功能消失，决不意味着会存在没有功能的单独结构，实际上，其他形式的功能还依然存在，结构系统还是继续表现出功能性。第三种异构同功。即结构虽然不同，但都有着相同的或类似的功能。如玻璃钢与金属钢的结构不同，但二者却有着相同或类似的功能。

结构和功能又是相互制约的。一方面，结构决定功能，物质系统有什么样的结构，就必然表现出相应的功能。在化学中，一切化合物分子的微观结构，决定了它的宏观性质。另一方面，功能又具有相对独立性，可反作用于结构。功能和结构相比，功能是相对活跃的因素，而结构则是相对保守和稳定的因素。功能在各种外在因素的影响下，可以经常地、不断地发生着变化，这种变化又反过来影响结构。例如，马的祖先是一种体形小、多趾的动物，适应于潮润气候条件下的森林生活。后来由于气候变化，出现了广阔的草原。原来的马趾因适应于迅速奔走的长期最佳“功能锻炼”，中趾不断进化，而其他蹄趾则不断退化，便逐渐发生了足趾结构上的部分变异，由多趾变为单趾。

结构与功能在一定条件下相互转化。(www.daowen.com)

在一定的条件下，结构与功能也是可以相互转化的。这可以从两种情形来理解。第一种，结构与功能彼此相通，包含着相互转化的方面。结构本身可构成一个系统，因此结构系统中又有它自己的功能。同样，功能本身也可作为系统，功能系统又有它自己的结构。第二种，结构与功能因果关系的转化。在一定条件下，结构变化之因必然导致功能变化之果。结构一旦改变，功能也就随之而改变，旧事物转化为新事物。在一定条件下，功能变化之因必然导致结构变化之果。例如，当外界环境条件迅速改变的时候，事物不能有效地适应环境，这时功能被逼改变，功能的改变又反过来影响结构，最后迫使结构也改变，旧事物就因此而转化为新事物。由猿到人的转变过程中的某些情形，就是一种典型的功能改变引起结构改变的论证。结构与功能互为因果，功能的变化是结构变化的原因所引起，反过来，功能变化又是引起结构变化的原因。

结构与功能辩证关系的原理，对于我们的现实生活具有重要指导意义。

首先，根据结构决定功能，功能反映并反作用于结构的基本原理，我们在从事工作和科学研究中，既可以根据已知对象的内部结构，来推测和预见对象的功能；也可以根据已知对象的功能，来推测和预见对象的内部结构，从而结合人们的需要，或改变结构、或改变功能，实现人们对自然界的充分利用和改造。现代遗传工程则进一步发展到根据新的功能要求，采用人工方法改变细胞中遗传物质结构的方式，使生物的自然遗传发生变革，产生新物，从而实现了人类有计划有目的的改造自然的要求。

其次，根据相同的结构就有相同的功能的基本原则，就可指导人们创造出和天然物具有相同结构和相同功能的人造物来，使人们在自然界中获得自由。如1956年，我国根据天然胰岛素的结构，首先在世界上人工合成了牛胰岛素，这个人工的牛胰岛素也具有天然胰岛素的生物化学功能。

最后，结构和功能辩证关系的基本原理是建立现代化功能模拟法的理论基础和指导原则。

依据功能和结构之间的关系，人们开辟了向生物界寻求科学设计思想的新途径。例如，苍蝇的眼睛是由4000多个小眼组成的，分辨率极高，人们就模拟苍蝇的这种功能，创造出一种蝇眼式照相机，镜头由1329块小透镜粘合而成，一次可以拍摄1329张照片，分辨率达每厘米4000条线。这种照相机的分辨率和苍蝇相同。现代仿生学也就是根据上述基本原理建立起来的。

现代控制论所提出的“黑箱”方法，本质上是功能模拟法。客观世界有些系统，在现时条件不能打开来探索其内部结构的情况下，就只能把它当作一只“黑箱”，利用外部的观察和实验，着重考察信息的输入和输出的整体性反应，来探知系统的功能和特性。比如人脑和电子计算机虽然结构不同，但它们都具有逻辑运算和命题运算的功能，因此电子计算机可以对人脑进行思维功能模拟，这就是所谓用电脑代替人脑的人工智能。