本書は，「生命現象を定量的に理解するには」という命題について，近年とくに発展が目覚ましい解析手法（イメージング・画像解析・データ解析）に主眼をあて，それらの具体的な方法と成果について統合的に学び理解できるよう構成されている．個別の生命現象ごとに章が設けられているので，まずは自身の研究テーマに近い現象を扱う章を読んでみてほしい．その分野で主流となりつつある解析手法と研究の流れをつかむことができるだろう．そのあとはぜひ通読して，生命現象の解析に迫る新分野の潮流を感じよう．巻末には，数学的知識をまとめた補遺を掲載．
序章 定量生物学への招待

Part 1：1細胞系
1章 遺伝子発現の定量生物学
2章 細胞内シグナル伝達の定量生物学
3章 細胞運動の定量生物学
4章 細胞分裂の定量生物学　〜細胞骨格・細胞膜・細胞質の力学〜
5章 細胞成長・増殖の定量生物学
6章 這いまわる細胞の走化性に関する定量生物学

Part 2：多細胞生物系
7章 組織の力・応力の定量生物学
8章 組織変形の定量生物学
9章 個体行動の定量生物学
10章 多細胞システムの定量生物学

Part 3：マクロ系
11章 進化実験の定量生物学
12章 かたち・模様・パターンの定量生物学
13章 野外トランスクリプトームの定量生物学

Part 4：定量生物学と技術
14章 DNAシーケンスと定量生物学
15章 合成生物学と定量生物学

補遺：本書における数学的基礎