Khái niệm loài sinh học được giới hạn trong việc mô tả các quần thể sinh sản hữu tính hiện đang sống. Do ngôn ngữ chính xác được sử dụng để diễn đạt khái niệm và để định nghĩa "loài", nên không thể hiểu được vô tính hoặc các sinh vật đã tuyệt chủng.
Khái niệm loài sinh học hiện đại được Ernst Mayr nâng cao vào năm 1942. Mayr định nghĩa loài là bất kỳ nhóm sinh vật nào hiện đang hoặc có khả năng sinh sản với nhau. Điều này được hiểu rõ nhất là bất kỳ nhóm sinh vật sống nào có thể kết hợp các gen của chúng nếu chúng đều khỏe mạnh, trưởng thành về giới tính và ở gần nhau. Khái niệm này cung cấp một công cụ hữu ích để hiểu hầu hết các loài động vật và nhiều loài thực vật.
Tuy nhiên, khái niệm này bị phá vỡ đối với những sinh vật không cần bạn tình để sinh sản. Mặc dù hai sinh vật như vậy có thể rất giống nhau về mặt hình thái, nhưng việc chúng không có khả năng sinh sản về mặt kỹ thuật khiến chúng trở thành thành viên của các loài khác biệt. Điều ngược lại là đúng với các loài vòng, trong đó rào cản địa lý ngăn cách một phần quần thể theo cách mà các gen di chuyển tự do dọc theo chuỗi, nhưng các cá thể ở hai đầu lại quá khác nhau để có thể giao phối trực tiếp với nhau. Các vi sinh vật nhân sơ cũng thách thức việc phân loại loài, vì chúng thường chia sẻ vật chất di truyền qua những gì nếu không sẽ là rào cản của loài. Cuối cùng, các sinh vật đã tuyệt chủng không thể thực sự được nhóm lại thành các loài, vì chúng không còn khả năng sinh sản, điều này gây ra tranh cãi trong việc phân loại hóa thạch.
