Le mot écologie a été créé en 1866 par le biologiste allemand Ernst Haeckel, mais la discipline n'a pris de l'importance qu'au cours des années 1930. Depuis, l'écologie s'est développée en intégrant les connaissances de la biologie et d'autres sciences telles que la géologie, la climatologie ou l'économie. Le domaine d'étude de l'écologie est représenté par l'environnement au sens large, c'est-à-dire l'ensemble des éléments naturels ou artificiels formant les différents milieux de vie des êtres vivants (animaux, végétaux, champignons, micro-organismes), ainsi que par ces êtres vivants eux-mêmes. L'environnement est déterminé par de multiples paramètres physiques (géographie, climat...) et biologiques (les organismes agissant sur leur milieu de vie).

L'écologie fondamentale étudie la structure et le fonctionnement des écosystèmes – un écosystème, unité de base de l'environnement, est formé par un milieu physique (biotope) et la communauté vivante qui le peuple (biocénose). L'ensemble des écosystèmes de la planète forme la biosphère. L'écologie appliquée prend en compte l'action de l'homme dans le but d'en limiter les conséquences néfastes (dégradation de l'environnement, pollution, baisse de la biodiversité, etc.) et de favoriser une gestion rationnelle de la nature.

Niches écologiques.

La niche écologique représente le « rôle » d'une espèce dans un écosystème : elle se définit par le mode de vie de l'espèce considérée (comment elle occupe l'espace, si elle est nocturne, ou diurne, son mode d'alimentation, etc.) et ses capacités d'adaptation. Cette notion permet de mieux comprendre les relations entre les espèces dans un écosystème donné (compétition, cohabitation...) et d'interpréter certains mécanismes d'évolution : l'occupation de nouvelles niches écologiques peut en effet favoriser l'apparition d'espèces nouvelles.

Cycles écologiques.

Parmi les êtres vivants, les décomposeurs fragmentent la matière organique morte pour s'en nourrir (champignons, vers, certains insectes...). À leur suite, les minéralisateurs (bactéries) en libèrent les composants minéraux, qui sont absorbés par les végétaux (producteurs), eux-mêmes ingérés par les herbivores (consommateurs primaires), à leur tour consommés par les carnivores (consommateurs secondaires), etc. Le fonctionnement des écosystèmes est donc cyclique, et les éléments essentiels de la matière vivante (carbone, azote, phosphore...) entrent dans les cycles écologiques (on parle aussi de cycles biogéochimiques), qui présentent des parties communes (par ex. le passage de ces éléments dans les organismes) et des parties distinctes. L'eau suit également un cycle écologique.