除了矿物类药材，绝大部分中药材品种均来自于动植物等生物体。生物是由基因、细胞、器官、有机体，居群、群落等6 个主要的生物层组成的，这一多层次结构模式被称为"生物学谱"。

每一层次都有其自身的科学问题，有相应的研究方法，如细胞生物学和分子生物学及其方法，人们在认识生物时都是从其所处的层次逐渐向宏观和微观两个方面发展。药材研究也不例外，如在药材的鉴定上，就有品种的鉴定，细胞层次的显微鉴定，器官层次的性状鉴定及有机体层次的基原鉴定。

往往是最优秀，质量最好的品种。如金钱草，全国各地使用的品种繁多，基原混杂，包含了报春花科、唇形科、伞形科、豆科等多科属的植物，而其中道地产区四川所产的，为报春花科植物过路黄 ，疗效最为确切。在同属植物中，品质也有所差异。如道地药材阳春砂仁的品质，就明显优于其他的药典规定品种如海南砂但用和绿壳砂。

除了药材基原的不同即所谓"异种异质"之外，药材的道地性还存在着"同种异质"的情况，即生物种类来源相同，但是却有不同的质量。如大麻是一种古老的毒品原植物，其中含有毒性成分四氢大麻酣和大麻二醇，已被联合国禁毒公约列为与海洛因、可卡因并列的三大毒品之一，但在我国古代却是重要的纤维作物兼食用作物，因为在中国，除新疆等少数地方以外的地区所种植的大麻，并不含有毒成分。

又如一叶揪，生长在东北三省、苏、皖、浙、鄂等地所含的生物碱为左旋-叶揪碱[，而生长在北京近郊县多为右旋-叶揪碱，生长在承德附近的则具有两种旋光性。由此可知，因为同一基因在不同的外界环境条件下，有着不同的表型。表型是指道地药材可被观察到的结构和功能特性的总和，包括药材性状、组织结构、有效成分含量及疗效等。所以存在不同产地的同一种药材质量和疗效有着差别。

黄璐琦等通过对"道地药材"的生物学探讨，认为道地药材的优良品质是道地药材基因型与特定的环境条件长期作用的结果，并指出"道"是生物学上的"居群"，它的形成是由基因型和环境饰变共同作用的结果，具有数量、空间、遗传和药效等特征。

特定的基因产生特定的酶，进而调控次生代谢产物等有效成分的产生，因而认为特定的基因是药材道地性形成的关键。如果"道"包含的遗传变异越多，产生外部形态、组织结构及化学组成差异的基础越厚，那么居群间的分化就会进一步加深，而这种分化又会使居群地理分布范围的加大，其表现为"地理宗"的分化，当"地理宗"间出现进一步趋异时就可能导致新种的形成，目前已有学者认为白芷、牡丹、怀牛膝、花椒、艾叶、薄荷等"道"的变异大于或等于种间的差异。