И.П. Павлов работал над конкретной функциональной системой (сердечно-сосудистой, пищеварительной) при помощи специфических для его времени методов и методик, но он не ставил задачу изучения особенноcтей системы как таковой. Он разработал объективный метод исследования нервной деятельности и пользовался системно-методическим подходом, который является в его учении подлинно материалистическим. Павлов четко представлял, что для исследования какой-либо деятельности (функции) организма необходимо выделить ее как целое, как систему, в рамках которой она имеет: а) биологический смысл; б) присущие ей специфические свойства и механизмы; в) отдельные составные структурные элементы, определенные связи между которыми составляют эту целостность.

Исследование отдельных функций И.П. Павлов проводил с позиций системной организации. Он рассматривал функции организма как «саморегулирующиеся системы», в которых гомеостаз является одним из основных механизмов регуляции постоянства внутренней среды организма. Хотя он не пользовался термином «гомеостаз» (этот термин ввел в науку в начале 30-х гг. нашего века американский физиолог У.Б. Кеннон), но фактически изучал те закономерности, которые составляют содержание современного учения о гомеостазе. Он пользовался понятием «постоянство внутренней среды организма», введенным в обиход физиологического исследования современником Павлова К. Бернаром, по своему смыслу тождественным термину «гемеостаз».

Уже в своих ранних исследованиях по физиологии сердечно-сосудистой и пищеварительной систем И.П. Павлов руководствовался принципами, лежащими в основе представлений о саморегуляции функций организма. Явления саморегуляции имеют место только в целостных системах, где процессы характеризуются поэтапным развитием: конец одного звена целостной системы как бы стимулирует начало развертывания другого звена, и так до выполнения целостного биологически важного приспособительного акта. При этом последовательно развертывающиеся звенья целостного процесса имеют по отношению друг к другу характер «противоположностей» (усиление одного приводит к ослаблению другого), что лежит в основе саморегуляции целостной системы, и, что особенно важно, в основе саморазвития.