Важливим аспектом організації поведінки є біохімічний, основними ланками якого є нейротрансмітерні системи та їх перебудова. Відомо, що нейротрансмітерні системи залежать від психосоціальних сигналів (R. Tonjes, 1982), гормонів і, мабуть, від зовні незначущих змін біохімізма, тонко змінюються при комунікаціях і обміні мовними сигналами (V. Johst, 1982).

У свою чергу нейротрансмітерні системи забезпечують ритмічні і ступінчасті зміни поведінки, його інтенсивність, елементарні і складні гомеостатичні життєві функції. Мабуть, існує зворотній зв'язок між складними формами поведінки - нейротрансмиттерами та інформаційними процесами, які впливають на організм. Нейротрансмітерні регуляція є посередником у перекладі фізіологічного стану, відповідного певної поведінки, в біохімічну модуляцію (G. Domagk, 1974; G. Dorner, 1982).

На відміну від психологів, фізіологів етологи цікавилися відразу складними комплексами поведінки, Які спостерігаються в природних умовах, тому структура і організація поведінки будується ними від вихідного пункту - безпосередньо спостережуваного поведінки, яка попередньо «задається», виходячи з результатів спостереження. Якщо в подальшому дослідженні присутні експерименти, що вони моделюють природну поведінку, такі, наприклад, моделі релизеров, бебі-схема і т. д.

Про необхідність природного спостереження знав і І. П. Павлов, але найбільш вдало питання про нього поставив В. П. Протопопов (1950), який ввів метод «природного експерименту», що дозволяє оцінити нервово-фізіологічні механізми вільної рухової активності. Він також описав складні моторні навички, які не можна звести до суми рефлексів. Принципи структурної та ієрархічної організації поведінки були освоєні етологами дещо пізніше, ніж фізіологами (N. Tinbergen, 1942).

Ієрархія поведінки в даний час розуміється як інтеграція на наступних рівнях (за Е. Н. Панову, 1978): а) елементарні рухові акти, б) пози і рухи, в) послідовність поз і рухів (секвенції поведінки), г) комплекси елементів, що складають ансамблі індивідуальних форм поведінки. Елементи нижчих рівнів утворюють елементи більш високого рівня, але елементи більш високого рівня, не будучи простою сумою нижчих елементів, відрізняються якісною специфікою. Ряд вищерозміщених ансамблів «перекривається».

Число складних індивідуальних форм поведінки обмежено і, за даними різних авторів, по-різному. Виділяють локомоції, харчування і дихання, терморегуляцію, пошуки притулку, уникнення, сон, підтримка чистоти тіла, виділення, дослідницьку активність, гру, використання знарядь, біологічні ритми, репродуктивна поведінка (батьківське і сексуальне), маніпулятивний, територіальне, домінування і ієрархію. Кожен з ансамблів поведінки існує в деякому спостережуваному просторі.

Наприклад, територіальне поведінка існує у фізичному просторі (притулок, квартира), комунікативне - в концептуальному просторі, залежному від орієнтації індуктор - реципієнт. Для кожної з форм індивідуальної поведінки характерні якась провідна функція і субсистема ЦНС, а також еволюційний рівень, на якому найбільш повно проявляється ансамбль поведінки.