系统整体性是系统具有各要素所没有的新的性质和行为。贝塔朗菲曾指出，在数学上以微分方程组表述一个系统时，整体性是指系统任一要素的变化是系统所有要素的函数，而每一要素的变化引起其它所有要素及整个系统的变化。人类对系统整体性的认识经历了漫长的历史过程。古代产生直观的、朴素的整体性观念。普利高津说：“中国传统的学术思想着重于研究整体性和自发性，研究协调和协同”近代产生机械论的整体观。牛顿认为宇宙是机械运动的物体组成，莱布尼茨认为世界是单纯物堆积的复合物等等。现代整体观是系统论产生后对系统性质的科学认识。整体性首先表现为系统整体与部分、部分与部分、系统与环境相联系的统一性与有机性：部分之间共同的作用形成系统的性质;部分只有在整体中才具有部分的意义;每个部分的变化都会引起部分之间以及系统的变化。系统整体性原理用一句话概括，可为“整体不等于部分的总和”，系统整体与部分在功能上出现“非加和”性质(在量的关系上有加和性)。如果根据系统的目标，提高要素素质和系统的有序程度，整体功能就大于部分之和，如“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”;如果要素素质低，组合有序度不高，整体功能会小于部分之和，如“三个和尚没水喝”。