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La Ecología se define como la biología de los ecosistemas. Esta definición hace de la ecología una ciencia separada de las demás. La idea de la de la existencia de los sistemas ecológicos como un nivel de organización de la vida distinto, con sus propios y exclusivos aspectos de estructura y función, se desarrolla en los años treinta a cuarenta del siglo XX.
Varios autores propusieron distintos nombres para designar tal tipo de sistemas; entre otros, el término ecosistemas, que ha prevalecido, fue propuesto por Tansley, un estudioso de la vegetación, quien en 1935 lo definió como un sistema completo, compuesto por organismos y el complejo total de factores físicos que forman el ambiente que les rodea, y añadía claramente: "Estos ecosistemas constituyen las unidades básicas de la Naturaleza... y pueden considerarse una de las categorías de sistemas físicos del Universo que van desde el mismo Universo hasta el átomo".
La biosfera está constituida por un mosaico de ecosistemas y cada uno de ellos puede ser parte de otro más amplio, hasta llegar finalmente a toda la cubierta de la Tierra.
Un ecosistema es cualquier retazo de la biosfera delimitado de alguna manera por unas características más o menos definibles; el ejemplo típico es el de un lago, pero también son ecosistemas un prado, un encinar o un desierto. Cualquiera de estos trozos de biosfera se compone de una comunidad de individuos de diferentes especies, cuya composición y abundancia dependen del medio físico que le rodea y que, por otra parte, modifica con su actividad vital. Un ecosistema puede ser muy pequeño, como un trozo de leño caído, o tan grande como la bioesfera.
El estanque representa el tipo de ecosistemas mejor delimitado, está constituido por el sol, la masa de agua de
la cubeta y los organismos que viven en estos biotopos, desde las bacterias a los peces. Sin embargo, este ecosistema está también influido por ecosistemas adyacentes, como el bosque contiguo, con cuyos componentes se establecen una serie de interacciones.
Hay que pensar en los ecosistemas no como unidad en el espacio, sino como un nivel de organización formado por individuos de muchas especies que más o menos, se mantienen a sí mismos y persisten a través del tiempo debido a su interacción, utilizando una fuente de energía externa, que, en prácticamente todos los casos, es la radiación solar. Solo hay una excepción: los ecosistemas de los valles de fractura en los centros de expansión oceánica, que utilizan la energía de la misma Tierra.
El ecosistema posee una organización definida en su estructura trófica. A pesar de encontrarse en entornos geográficos distintos, todos están compuestos por una misma serie de grupos de organismos que se pasan materia y energía de unos a otros. Cada uno de estos grupos constituye un nivel trófico indicativo del número de pasos necesarios para que los organismos del grupo puedan obtener alimento; es decir, materia y energía. El primer nivel trófico es el constituido por aquellos organismos capaces de incorporar al sistema vivo energía de una fuente externa al mismo.
En el estudio de los ecosistemas se han desarrollado dos enfoques independientes entre sí. El primero es el que basa la descripción de los ecosistemas en la distribución y abundancia de las diferentes especies o poblaciones, y ha sido el criterio preferido de los naturalistas y evolucionistas. El otro estudia los ecosistemas desde el punto de vista trófico, basado en la circulación de la materia y la energía en el ecosistema, y ha sido más utilizado por los investigadores experimentales y aplicados y los ambientalistas. El primero de estos puntos de vista fue evidentemente anterior, pero ha sido el segundo el que más ha contribuido a desarrollar una visión global o de conjunto de un problema cualquiera de los sistemas ecológicos.