Ekologija yra biologijos šaka, orientuota į gyvų organizmų tyrimą natūralioje aplinkoje. Ekologai tiria, kaip organizmai sąveikauja su aplinka ir tarpusavyje, ir tiria sudėtingas ir tarpusavyje susijusias sistemas, kurios daro įtaką gyvybei Žemėje. Ekologija taip pat kartais vadinama aplinkos biologija, ir šioje mokslo šakoje yra keletas subdisciplinų, nagrinėjančių konkrečias dominančias temas, tokias kaip žmonių ir natūralios aplinkos santykiai.
Ekologijos tyrinėtojai gali tirti individus, populiacijas, bendruomenes ir ekosistemas. Kiekviename lygyje yra daugiau dalykų, apie kuriuos reikia sužinoti. Natūrali aplinka paprastai yra stipriai tarpusavyje susijusi; tyrėjai gali sutelkti dėmesį, pavyzdžiui, į vieną augalų ar gyvūnų populiaciją ir rasti daug pašarų tyrimams, pradedant nuo to, kaip ši populiacija formuoja fizinę aplinką, iki kitų organizmų sąveikos su ja. Pavyzdžiui, atrajotojų populiacijos gali sukurti takus ir girdyklas, formuoti žemę, taip pat daryti įtaką augalų populiacijoms, valgydami kai kurias augalų rūšis, palikdamos kitas ramybėje ir išskirdamos sėklas, kurias augalai gali panaudoti plisti.
XX amžiuje ekologai ypač susidomėjo žmogaus veikla, kuri turėjo žalingą poveikį aplinkai, nes suprato, kad žmogus gali daryti didžiulę ir ne visada naudingą įtaką gamtai. Pavyzdžiui, teršalų išmetimas į upę gali sukelti įvairius gamtos pokyčius, lygiai taip pat, kaip klojimas virš šlapžemės gali panaikinti buveinę ir sukelti stresą gyvūnams ir augalams, kurie yra įpratę ten gyventi.
Ekologai dažnai domisi ištisomis ekosistemomis ir visų jose gyvenančių ir joms įtakos turinčių organizmų tyrimais. Kiekvienoje ekosistemoje yra unikalių augalų ir gyvūnų rūšių, kurios prisitaikė prie aplinkos ir viena kitos, o tai tyrinėjant mokslininkams galima gauti informacijos apie tos ekosistemos istoriją ir joje gyvenančių gyvūnų evoliucines šaknis. Ekologiją galima studijuoti ir miesto aplinkoje.
Ekologijos studijos neapsiriboja tik antžemine aplinka; jūros aplinka, ežerai ir upeliai taip pat gali suteikti daug peno apmąstymams ir įkvėpimo studijoms. Visų pirma jūrų aplinka nėra labai gerai suprantama, tyrėjai nuolat atranda, kad reikia daugiau sužinoti apie vandenyną, ten gyvenančius padarus ir jo geografiją bei geologiją. Pavyzdžiui, šimtmečius žmonės manė, kad vandenyno dugnas yra neaktyvus ir niūrus, tačiau XX amžiuje mokslininkai atrado biologinio aktyvumo sritis aplink hidrotermines angas, kuriose yra organizmų, prisitaikiusių prie tamsios, aukšto slėgio ir mažai deguonies turinčios aplinkos. gilią jūrą.