Ekologi mempelajari persebaran, dan berlimpahnya kehidupan, serta interaksi antara organisme dengan lingkungannya. Habitat suatu organisme dapat dideskripsikan sebagai faktor abiotik lokal seperti iklim, di samping keberadaan organisme, dan faktor biotik lainnya. Sistem biologis cukup sulit dipelajari karena ada sangat banyak interaksi yang mungkin terjadi antara organisme dengan lingkungan, bahkan dalam skala kecil. Bakteri di dalam gradien gula memberikan tanggapan terhadap lingkungan sama seperti seekor singa yang sedang mencari makanan di sabana Afrika. Spesies apapun juga dapat menunjukkan berbagai macam perilaku, seperti kerjasama, agresi, parasitisme, atau mutualisme. Masalah menjadi semakin rumit ketika dua atau lebih spesies berinteraksi dalam suatu ekosistem.