O conceito biológico de espécie se limita a descrever populações que se reproduzem sexualmente e que estão vivas atualmente. Devido à linguagem precisa usada para articular o conceito e definir "espécie", não é adequado para entender assexuados ou organismos extintos.
O conceito biológico moderno de espécie foi desenvolvido por Ernst Mayr em 1942. Mayr definiu uma espécie como qualquer grupo de organismos que atualmente ou potencialmente se reproduzem uns com os outros. Isso é mais bem entendido como qualquer grupo de seres vivos que poderiam combinar seus genes se ambos fossem saudáveis, sexualmente maduros e próximos um do outro. Este conceito fornece uma ferramenta útil para a compreensão da maioria das espécies animais e vegetais.
O conceito quebra, no entanto, para aqueles organismos que não precisam de parceiros para se reproduzir. Embora dois desses organismos possam ser morfologicamente muito semelhantes, sua incapacidade de se reproduzir tecnicamente os torna membros de espécies distintas. O inverso é verdadeiro para as espécies em anel, nas quais uma barreira geográfica separa parcialmente uma população de tal forma que os genes fluem livremente ao longo da cadeia, mas os indivíduos em ambas as extremidades são muito diferentes para se reproduzirem diretamente. Micróbios procarióticos também desafiam a classificação de espécies, já que freqüentemente compartilham material genético através do que de outra forma seriam barreiras de espécies. Por fim, organismos extintos não podem ser realmente agrupados em espécies, pois não são mais capazes de se reproduzir, o que cria polêmica na classificação dos fósseis.
