각각의 생물군계는 수많은 생태계(ecosystem)로 구성된다. 모든 생태계는 생물구성원과 비생물 구성원으로 대별된다. 생물구성원은 생산자, 소비자, 분해자로 구분할 수 있으며, 비생물 구성원은 환경 그 자체를 말한다. 생태계를 구성하는 생물구성원의 기본은 개체이다. 자연계에는 형태적 그리고 생식적으로 다른 개체들과 구분되는 생물군이 존재하는데 이것을 종(species)이라고 한다. 같은 종의 개체 간에는 상호생식이 가능하다. 각종의 개체들은 먹이, 서식처 그리고 환경 요구조건이 동일하기 때문에 특정한 지역에 무리를 형성하는데, 이것을 개체군(population)이라고 한다(그림2-12). 개체군은 환경조건의 변화에 따라 그 크기, 연령구조, 유전자 풀 등이 변화되는 동적인 집단이며, 개체수준과는 다른 속성을 갖게 된다. 개체군간에는 뚜렷한 경계가 없으며 보통 한 지역에 여러 종류의 개체군이 공존하게 되는데, 이러한 단위를 군집(community)이라고 한다. 군집에 비생물 구성원을 포함해 생태계라고 한다. 생태계란 일정한 지역에 포함되어 있는 모든 동물, 식물, 미생물 및 무기 환경이 상호작용을 통해 유지되는 계(system)를 의미한다. 따라서 생태계는 환경과학이나 생태학 연구의 구조적 혹은 기능적 단위라고 할 수 있다. 또한 인간의 행위에 의해 야기되는 여러 가지 문제들이 환경에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 개체나 개체군 수준보다는 생태계 수준에서 조사되어야 한다. 우리 주변에는 두 가지 유형의 생태계가 있다. 하나는 인간의 간섭을 거의 받지 않은 자연생태계이고, 다른 하나는 농업, 목축, 벌목, 도시건설과 같은 활동을 통해 자연생태계가 변형된 인위 생태계이다. 가장 심하게 변형된 생태계로는 도시생태계를 들 수 있다. 이렇게 생태계를 나누는 것은 인간을 비자연적인 것으로 보는 것이기에 문제가 있는 것처럼 보이지만 단순히 인간에 의한 교란의 정도를 나타낸 것이기 때문에 큰 문제는 없다. 생물계의 구조, 생태학자들은 생태계와 생물권뿐만 아니라 개체, 개체군 그리고 군집을 연구 대상으로 한다. 생산자는 녹색식물과 식물성 플랑크톤 그리고 광합성이나 화학합성을 하는 세균 등이 있다. 이들은 이산화탄소와 물 그리고 광 에너지를 이용하여 유기물을 생산한다. 이들이 생산하는 유기물은 생산자 자신뿐만이 아니라 모든 소비자와 분해자의 에너지원이 된다. 생산자의 유기물 생산량은 생물군계에 따라 다른데, 일반적으로 광 에너지와 수분이 풍부한 열대우림과 영양염류가 풍부한 하구 지역에서 생산량이 많고 사막이나 툰드라와 같이 광, 온도, 수분 요인 중 한 가지라도 제한이 되는 지역에서는 생산량이 적다.
소비자란 먹이사슬에서 생산자를 제외한 다른 모든 생물을 지칭하는 것으로 그 범위를 확장하면 분해자까지도 포함될 수 있다. 그러나 일반적으로는 초식동물과 육식동물 그리고 잡식동물이 소비자에 해당한다. 소비자는 먹이사슬의 단계에 따라 1차 소비자, 2차 소비자 등으로 구분하기도 하지만 먹이사슬이 직선적인 경우는 별로 없기 때문에 소비자의 단계는 상황에 따라 달라질 수 있다. 초식동물의 분포는 보통 먹이가 되는 식물의 분포와 밀접한 연관이 있기 때문에 주요 생물군계에 따라 서식하는 초식동물의 종류가 달라진다. 육식동물의 분포도 먹이가 되는 초식동물의 분포와 연관되어 있다. 분해자란 유기물을 무기물로 전환하는 과정에서 자신이 필요로 하는 에너지와 물질을 얻는 생물로서 박테리아와 곰팡이가 이에 해당한다. 이들은 식물이나 동물의 사체 또는 이들이 배설한 배설물 등을 분해하므로 생태계에서 물질순환에 중요한 역할을 담당하고 있다. 식물이 생산한 에너지 중 대부분은 분해자로부터 시작되는 부식질 먹이 사슬을 통해 유전됨을 감안하면 이들이 생태계에서 차지하는 역할의 중요성을 알 수 있을 것이다. 분해자 자체도 다른 분해자의 작용을 받아 분해된다. 각각의 종은 생태계 내에서 일정한 위치를 점유하고 있다. 생물이 생활하고 있는 장소, 즉 우리가 그 생물을 발견할 수 있는 장소를 그 생물의 서식처라고 한다. 생태적 지위(ecological niche)란 서식처보다는 좀 더 포괄적인 용어로 그 생물이 점유하고 있는 물리적인 공간뿐만이 아니라 생태계에서 그 생물이 수행하고 있는 기능적인 역할을 의미한다. 인간 사회와 비교할 때 서식처란 사람의 주소와 같고 생태적 지위란 그 사람의 직업과 같은 의미를 갖는다. 각각의 종은 생태계 내에서 일정한 위치를 점유하고 있다. 생물이 생활하고 있는 장소, 즉 우리가 그 생물을 발견할 수 있는 장소를 그 생물의 서식처라고 한다. 생태적 지위(ecological niche)란 서식처보다는 좀 더 포괄적인 용어로 그 생물이 점유하고 있는 물리적인 공간뿐만이 아니라 생태계에서 그 생물이 수행하고 있는 기능적인 역할을 의미한다. 인간 사회와 비교할 때 서식처란 사람의 주소와 같고 생태적 지위란 그 사람의 직업과 같은 의미를 갖는다. 종간 경쟁보다는 같은 종 개체 사이에서 일어나는 종 내 경쟁이 더 치열하다. 그 이유는 동일 종 개체들은 생태적 지위가 완전히 겹치기 때문이다. 생물 중에는 동일한 서식처와 비슷한 생활방식을 갖는 것이 있지만 생태적 지위가 동일한 두 종이 한 지역에 공존하기란 불가능하다. 이것은 두 종이 살아가는 데 필요한 여러 가지 자원이 동일하므로 자원이 부족할 때는 필연적으로 경쟁이 유발되기 때문이다. 이처럼 서로 다른 종 사이에서 일어나는 경쟁을 종간 경쟁이라고 한다. 경쟁-배타의 원리에 의하면 생태적 지위가 동일한 두 종은 같은 장소에서 공존할 수 없는데, 자원에 대한 경쟁으로 한 종이 죽거나 다른 곳으로 이주하기 때문이다. 그러나 생물은 생태적 지위를 분화시켜 같은 장소에서 공존하기도 한다. 사슴과 엘크는 같은 서식처를 공유하는 초식성 동물이지만 엘크가 주로 풀을 먹는 데 비해 사슴은 관목의 잎을 먹기 때문에 먹이에 대한 경쟁이 없어 공존할 수 있다. 숲속에 살고 있는 새들도 생태적 지위의 분화를 통해 여러 종류의 새들이 한 장소에서 공존한다. 둥지를 만드는 장소, 먹이를 구하는 장소, 또는 활동하는 시간대를 달리하여 다른 종과의 경쟁을 피하고 있다.
