按空间范围来界定，环境系统包括地球环境系统和区域性环境系统（如岛屿环境系统、流域环境系统、城市环境系统等）两个尺度的环境系统（见图）。

环境系统

一般认为地球环境系统由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈组成；人类本身从属于自然界，而且已成为环境变化的重要驱动力，所以人类圈（又称智能圈）也被看作环境系统的一部分。在环境系统内，气体、液体、固体物质呈圈层分布且相互渗透，地球的内能与太阳能同时作用，有机物与无机物相互转化，人类与其他要素也相互作用。

环境系统概念的本质是把地球表层看作一个不可分割的整体，各自然要素在其中相互联系、相互依赖、相互制约、相互渗透、相互作用。因此，环境系统除包含所有自然要素外，还包括各要素相互作用所产生的一些新特征。

环境系统的各要素并非简单地汇集在一起，而是在相互制约和相互联系中形成一个特殊的自然综合体。各自然要素也不是孤立地存在和发展，而是作为整体的一部分在发展变化。各自然要素在特定边界约束下，通过能量流、物质流和信息流的交换和传输，形成具有一定有序结构、在空间分布上相互联系、可完成一定功能的多等级动态开放系统。环境系统的复杂整体现象并不等于关联网络各属性和各部分的简单相加，而是在整体水平上具有特殊新功能和新属性的复杂整体，即“整体大于部分的总和”。

环境系统各要素和各部分相互联系、相互作用，每个部分又是各要素的组合。各部分的相关性构成系统特有的网络关系，也就是系统的结构。任何一部分及任何一要素的变化都会引起其他部分和其他要素的变化，从而导致整个环境系统的变化。例如，毁坏植被使环境系统的生物生产力降低，导致生物多样性减少，还会造成水土流失；泥沙在水系中的沉积改变水文系统，毁坏植被，影响局地气候等。

环境系统是有序的，有序性是环境系统内部有机联系的反映，决定系统发展和变化的规律。环境系统都可以和周围的系统（例如地质环境和宇宙环境）形成一个更大的系统，而它本身又可分为低一级的子系统。这些系统互相镶嵌，可区分为一系列不同层次或称组织水平，低一级组织水平的系统是高一级组织水平系统的组成部分。高一级组织水平的系统控制低一级子系统的性质和发展，低级子系统的变化也会影响高级组织水平的系统。例如，全球气候变化会必然产生区域环境系统的响应，区域环境系统的变化也会影响或积累成全球环境系统的变化。因此，要充分重视各系统和各子系统之间在不同空间尺度和时间尺度上的联系。

环境系统内部存在着能量、物质和信息的复杂运动，系统的整体性、相关性和有序性也只能在系统自身复杂的运动中表现出来。环境系统有着发生、发展和灭亡的过程，系统不是被动的、机械的东西，而是由能动的、复杂的许多过程所构成，系统内部的矛盾运动是决定系统动态特征的根本原因。

开放性是指系统与其外部环境之间既有能量也有物质的交流，即系统有能量、物质和信息的输入与输出，系统成分及其之间的相互关系可进行调节，并有反馈，使输入与输出实现动态平衡，从而使系统达到稳定状态。反馈是指系统的一部分输出控制系统的未来输入，开放系统是利用反馈实现自我调节和自组织的系统。环境系统是一个开放系统，太阳辐射能是环境系统的主要能源。太阳辐射进入环境系统时的光量子熵低，最后以热辐射能出现在地球表层时的热量子熵高。因此太阳辐射能在地球表层形成负熵流，它推动了地球的大气循环、水循环及全部的生命运动，并且不断降低系统的总熵，形成具有悠久进化历史的高度复杂的耗散结构。开放系统所产生的有规则结构是靠系统不断从系统外部吸收能量和物质，并且是在能量和物质的消耗与消散中维持的，所以称为耗散结构。

环境系统概念的确立是引入系统论的结果。按照系统论的思想和方法来认识环境的基本属性及状况，揭示其变化规律，对于研究和解决当代环境问题具有重要意义。许多环境问题如果仅从局部和要素层次上入手，往往“只见树木，不见森林”，不能全面地认识其本质；或者是“头疼医头，脚疼医脚”，不能从根本上解决问题。只有从整体上来认识、把握和制定对策，才能“治标又治本”。

环境问题产生于人类活动。人类文明发展的历史，是一个对环境系统施压越来越大的历史。这种压力，不仅表现为对环境改造和资源破坏的强度随时间的延续而增大，也很明显地体现在对环境系统影响范围的变化上。在古代，压力还只局限于地球的局部范围或各个孤立的地域上；而到了近现代，这种压力随着人口的增长和资源的开发已遍及世界各个角落，其影响已造成全球环境系统的变化。人类在环境系统中的作用如此巨大，是因为人类相对于其他环境要素具有突出的优势地位和能动作用。

一般物种种群的增长受各种限制因素的制约，其总数不会永远呈指数增长趋势，而是在一定的时候大致维持在系统对该物种的承载能力极限上。然而人口的增长历史表明，人类是唯一呈指数增长的物种，而且在今后相当长的一段时间内人口数量仍呈指数增长。在种群规模和增长方面，人类显然已在全球环境系统中占据绝对优势，并且这种优势将继续增强。

大多数物种都局限在狭小的适宜生态环境内，而人类则占据地球上广阔的领域，在几乎所有类型的环境系统中都能生存。这是由于人类具有极强的适应能力，包括生理上和文化上的适应能力。

人类是具有增强自己智力自觉性能力的物种。由于有了这种能力，某些潜在的限制因素所造成的问题，对人类来说只不过是用文化手段适应环境就可以解决的问题。人类又是具有主观能动性、能有意识地计划和控制自己行为的物种。人类还是唯一能通过教育传授本领和知识的物种，因而能使每一代人的智慧、经验和技术得以积累，使文明和技术不断发展。因此，人类已部分地从本能和天然遗传中得到解放，其进化的动力主要是在文化方面而不是在生物学方面，人类具有通过改变自己的文化而不是通过改变物种的遗传因素来改善自己与环境的关系的能力。

当代人类已形成社会化的大规模生产力，并且掌握了现代科学技术。人类可以靠社会化生产和科学技术大规模提高食物产量，解除食物资源短缺的限制；靠科学技术在极地建造温室，解除不利气候的限制；靠科学技术控制疾病，大大提高人类寿命，降低死亡率；甚至可以在一切生物皆不能生存的太空和外星创造出适于人类生存的环境。人类的社会实践活动已深刻地改变了环境系统的形态和结构。

人类毕竟是自然界的产物和其中的一部分，是源于自然、依赖自然的一个生物种群，人类与环境系统的其他组成要素具有千丝万缕的联系。人类已清楚地认识到，必须使自己的行为符合自然规律，否则会破坏自身赖以生存的环境系统。一旦环境系统恶化，人类的文明也就随之衰落。

人类必须不断深化对环境系统复杂关系、运转规律和驱动机制（特别是生命界与无生命界之间、人与环境之间相互作用机制）的认识，进一步了解调节环境系统交互作用的物理、化学、生物和人文过程，认识这个系统正在发生的变化以及人类活动影响这些变化的方式，搞清环境系统的变化趋势及其机理，研究人类社会对环境变化的响应和全球环境问题的解决办法，还需要在各学科之间，尤其是在自然科学和社会科学之间进行真正的跨学科协同，开展综合性研究。