Til tross for disse mer komplekse problemstillingene kan også naturmiljøet beskrives ved fysiske og kjemiske metoder, som kjemiske analyser, fysiske målinger og bruk av forskjellige mekaniske apparater. Statistiske metoder brukes i stort omfang. På grunn av store vansker med å kontrollere miljøvariabler i feltet, er eksperimentelle studier i stor grad noe som gjøres i laboratorier. En gjør imidlertid også kontrollerte feltforsøk, men da undersøkes ofte bare innvirkningen av noen få variabler av gangen. Statistiske og matematiske modeller basert på data innhentet fra feltstudier kan også gi større forståelse for dynamikken i ulike naturmiljøer.