生态系统由不同的植物、动物、微生物和周围环境组成，但不同生态系统中的植物、动物、微生物和环境组成则不同，且不同物种或者群落的功能也不尽相同，即为多样性。但生态系统内部不同物种之间并不是混乱无序的，而是经过竞争按照食物链或者食物网排序，进行着物质交换和能量流动，从而保证系统的正常运转，即为自组织性。而不同物种之间的关系通常按照一定顺序排列，例如食物链上的各个物种，不可逆转，即为有序性。

生态系统是一个典型的复杂系统。生态系统的复杂性与通常词义上的杂乱、混乱、混沌等词义不同，它专指复杂系统中的复杂性，但同时又具有有序性。例如：从群落或者生态系统水平来看，生态系统由大量的植物、动物、微生物构成，物种之间存在着竞争、捕食、共生等复杂的种间关系，这些物种之间直接或者间接地连接在一起，同时与周围的环境（包括土壤、空气等）物质介质一起形成一个复杂的生态系统网络。