นิเวศวิทยาคือการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความสัมพันธ์และปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
คำว่านิเวศวิทยามาจากคำภาษากรีก Oekologie โดยที่ "oikos" หมายถึง "ครัวเรือน" และ "โลโก้" หมายถึง "การศึกษา"
นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษานิเวศวิทยาเรียกว่านักนิเวศวิทยา นักนิเวศวิทยาตรวจสอบว่าสิ่งมีชีวิตพึ่งพาอาศัยกันเพื่อความอยู่รอดอย่างไร พวกเขายังศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตใช้ทรัพยากรธรรมชาติ เช่น อากาศ ดิน และน้ำในการดำรงชีวิตอย่างไร
ระบบนิเวศสามารถศึกษาได้ในระดับเล็กหรือระดับสูง ระดับขององค์กรได้อธิบายไว้ด้านล่าง จากน้อยไปมาก:
สปี ชี ส์คือกลุ่มบุคคลที่มีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมและสามารถผสมพันธุ์เพื่อผลิตลูกอ่อนได้
ประชากร คือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่เป็นของสายพันธุ์เดียวกันที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกันและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน
ชุมชน คือประชากรทั้งหมดของสายพันธุ์ต่าง ๆ ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกันและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ชุมชนประกอบด้วยปัจจัยทางชีวภาพทั้งหมดของพื้นที่
ระบบนิเวศ ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิต (ประชากรทั้งหมด) ในพื้นที่และด้านที่ไม่มีชีวิตของสิ่งแวดล้อม
ไบโอม เป็นชุมชนของพืชและสัตว์ที่มีลักษณะร่วมกันสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอยู่ เป็นคำที่กว้างกว่าที่อยู่อาศัย ไบโอมใดๆ สามารถประกอบรวมด้วยแหล่งที่อยู่อาศัยได้หลากหลาย
ชีวมณฑล คือระบบนิเวศทั้งหมดของโลกที่รวมเข้าด้วยกัน
ขอบเขตของนิเวศวิทยาประกอบด้วยระดับการโต้ตอบที่หลากหลายขององค์กรตั้งแต่ระดับจุลภาค (เช่น เซลล์) ไปจนถึงปรากฏการณ์ระดับดาวเคราะห์ (เช่น ชีวมณฑล)
นิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิต คือการศึกษาพฤติกรรม สรีรวิทยา สัณฐานวิทยาของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ฯลฯ เพื่อตอบสนองต่อความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม
นิเวศวิทยาของประชากร เป็นการศึกษาปัจจัยที่ส่งผลกระทบและเปลี่ยนแปลงขนาดและองค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากรของสิ่งมีชีวิต
นิเวศวิทยาชุมชน เป็นการศึกษาว่าโครงสร้างและองค์กรของชุมชนเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต
ระบบนิเวศน์วิทยา คือการศึกษาระบบนิเวศทั้งหมด รวมถึงการตอบสนองและการเปลี่ยนแปลงในชุมชนเพื่อตอบสนองต่อองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตของระบบนิเวศ สาขานี้เกี่ยวข้องกับหัวข้อขนาดใหญ่เช่นการหมุนเวียนพลังงานและสารอาหาร
ภูมินิเวศวิทยา คือการศึกษาการแลกเปลี่ยนพลังงาน วัสดุ สิ่งมีชีวิต และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ระหว่างระบบนิเวศ
นิเวศวิทยาโลก คือการศึกษาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาคในการแลกเปลี่ยนพลังงานและสสารต่อการทำงานและการกระจายของสิ่งมีชีวิตทั่วทั้งชีวมณฑล