本书强调细胞中各种动态现象的物理建模，主要论述随机过程以及动力系统这两类常用的建模方法。前半部分，作者介绍了随机过程在遗传突变现象上的成功应用，同时也详细介绍与之紧密相关的统计推断方法（贝叶斯方法）及其在前沿技术上的应用。后半部分，作者用力学类比的方式引入了细胞基因调控中的负反馈、正反馈等概念，并介绍了如何建立确定性的动力学模型来解释细胞的内稳态、状态切换以及周期振荡等重要现象。