与生态系统相似的概念包括生物地理群落、生物圈、地球表层系统、地球关键带等，它们研究对象的物理空间也大致重合。在探讨生态系统问题时，其对象有时是被抽象定义的生态系统，有时是具体的特定生态系统。抽象定义的生态系统指由生物组分与环境通过相互作用、相互依存而构成的动态变化的物理、化学和生物学复合系统。特定而具体的生态系统指由一定地理空间（经度、纬度、海拔）范围内的生物群落与非生物环境构成的，具有特定的系统组分、结构和功能及其生态学过程和模式，也具有特定的系统构造、运行、稳定性维持及系统状态演变规律的生物地理群落单元。

1935年，英国植物学家和生态学家A.G.坦斯利提出“生态系统（ecosystem）”概念。该概念一经提出，很快为生态学家普遍接受。但由于生态系统的研究规模大，并且要求综合研究手段，在当时的物质技术条件下是很难满足的，所以在最初的20多年间研究的范围比较小。直到20世纪60年代，人口、资源和污染等问题受到广泛重视之后，生态系统概念才开始在人类实践活动中发挥出越来越大的作用。当今，无论小面积的害虫防治、山林管理，还是大范围的农业规划、水土保持，区域及全国性国土整治，甚至应对全球气候变化、保护生物多样性、世界社会经济可持续发展等重大问题，都需要从生态系统的观点来考虑。生态系统理论已成为现代环境科学及可持续发展科学的基石。

生态系统是与物理学系统相对应的术语，是具有生态学属性特征的系统。物理学系统是系统科学的核心概念，指互相依赖、相互作用的部分（构件）按照一定的物理学规律组织在一起，具备统一功能特征的整体。

生态系统是由生物或生物群落与栖居地环境构成的自然系统，是分布在地球表面上的各种大小和类型的基本地理单元，具有特定的生物组分、群落结构、资源要素、环境条件及其外部的影响因素。生态系统既具有生命有机体的生物学属性特征，也具有非生物的物理和化学属性特征，还具有系统学特征，是典型的自组织系统，也是典型的复杂适应系统。生态系统的生命有机体不仅遵循着生物学原理生息不止地完成各自的生命周期，也遵循着生物系统的生存繁衍生态学法则而竞争共生、互作互馈、演化演替，还遵循着地球系统科学规律，与其依存的岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈进行能量、物质和信息交换，成为地球系统的重要组成部分以及能量和物质循环过程的重要环节。

生态系统分类具有不同的视角。依据生态系统分布、环境条件及生物群落组分特征可以分为陆地生态系统的农田、草地、森林、湿地和荒漠生态系统，内陆水域的湖泊、河流和人工水体生态系统，海洋的河口、红树林、珊瑚礁、海藻场、近岸上升流区、远洋等生态系统。按照生态系统空间尺度，可分为典型生态系统、景观生态系统、流域生态系统、区域生态系统和全球生态系统。按照人类活动影响程度，可分为自然生态系统、半自然生态系统、人工经营生态系统和人工控制生态系统。按照生态系统的生物种群类别，可分为植物生态系统、动物生态系统、微生物生态系统和人类生态系统。按照生态系统与外界物质和能量交换状况，可分为开放系统、封闭系统和隔离系统。

一般由三方面描述，即营养结构、空间结构和时间结构。

包括生产者、消费者和分解者。生产者主要是绿色植物，能利用简单的无机物质制造复杂的有机物；消费者主要是动物，以植物或其他动物为食，又分为一级消费者（植食动物）、二级消费者（肉食动物）、三级消费者（顶级肉食动物）；分解者主要是微生物，将动植物死体及排遗物中的复杂有机物分解还原为简单的无机物，供生产者重新利用，又称为还原者。从消费食物的角度看，分解者也属于广义的消费者。

在营养结构中，生产者是系统中其他生物的营养来源，属第一营养级；作为一级消费者的植食动物属第二营养级，依此类推。但实际上对具体物种进行营养分级只能是相对的。例如，一个杂食动物可能同时占若干营养级，微生物可能分解生产者和各级消费者的死体和排遗物，所以通常也只笼统称为“次级”消费者而不再细分。

草原、森林、湖泊、海洋、荒漠等自然生态系统在空间上可区分出两个营养层次：上面的吸收阳光进行光合作用的自养层和下面的异养层。自养层，在水域中就是日光能透入的光亮层，在陆地上就是植被的株冠，以生产者的生产过程占优势。异养层，在水域中就是无光带和水底的沉积带，在陆地上就是落叶层和土壤的上部，以动植物死体及排遗物的分解过程为主。

自然生态系统还有另一种垂直分层，往往是以植物生活型为标准划分的。森林生态系统，尤其是热带雨林，具有复杂的垂直分层结构，如乔木层、灌木层、草被层、地被层等。草原和荒漠生态系统的分层结构则比较简单。

由于日光、温度和其他自然因素的昼夜周期变化，生态系统中大部分生物成员的活动表现出昼夜的周期性。例如有的动物白天活动，有的夜间活动，还有的在晨昏活动，这使生物群落的面貌在一昼夜中有明显改变。同时，季节周期性也是大多数生物群落的特征。一年四季，生态系统的结构发生明显而有规律的变化。例如夏季的食物网就与冬季的食物网明显不同。

生态系统水平的生命活动，即生态系统的整体代谢。一般包括能量流动、物质循环、信息传递三个方面。

生态系统中的食物链实际反映了系统中能量的流动。在这个过程中，太阳能是一切生命活动的初始能源，它以化学键的形式在食物链中传递，并在逐级分解过程中释放出来，最后以热的形式散失。这是一个单向流动的过程。研究能量在生态系统中的动态规律，如何从一种形式转变为另一种形式，以及在流动过程中的数量变化和利用效率等，是生态系统的功能研究的主要内容。

物质循环与源自太阳的单向能量流动不同，生物代谢所需的物质只能取自周围环境，这些物质通过生物的排遗或死体分解又送还到自然界，在有限的范围内反复使用而形成循环。虽然有些气态或水溶性物质可随气流、水流传到远处，但就全球范围来讲物质只能是循环的。化学物质在生物体与环境间的循环称为生物地球化学循环。

生态系统中环境与生物之间、生物与生物之间存在光、温度、声音、生物碱、信息素、求偶行为等物理、化学、行为信息的传递，信息传递是生物生存繁衍、种内和种间关系形成的基础。生态系统的稳态调节依赖的就是信息传递。例如，种群的个体数量增加并达到一定程度时，食物必然相对短缺，内部竞争随之加剧，从而导致出生率的下降和死亡率的上升，迫使种群的个体重新接近稳定的水平。反之，种群的个体数量减少并达到一定程度时，食物会相对充裕，内部竞争也会减少，这就为个体数量的恢复创造了条件。在这些过程中，数量的增减作为一种信息回输到系统中去，形成“反馈”，在一定程度上维持着生态系统的稳定。