生態系とは、ある環境におけるすべての生物学的要因と生物学的要因の相互作用であり、陸域と水域に分類されます。陸上の生態系は、年間の気温や降雨量、季節性などの気候によって分類されます。水生生態系は、さらに淡水と海洋に分けられ、さらに水温や水中を透過する太陽光の量に影響する水深によっても分類されます。
地球上の生態系は、環境の気候とそこに生息する生物の種類によって特徴づけられるバイオーム（生物群系）で分類されます。地球の赤道付近で、季節的に気温が高く年間降水量が多い地域である熱帯雨林には世界で最も多様な生物が生息しています。気温が高く、年間降水量が少ない生態系が砂漠です。砂漠の生態系はこのような特徴を持っていますが、その生物多様性は大きく異なります。
反対に、年間の気温が非常に低く、年間の降雨量が少ない生態系が北極バイオームです。この生態系は生物多様性が最も低いです。以上の3つの主要なバイオームは、季節的なツンドラ、温帯草原、サバンナです。これらの生態系では、気温と降水量の両方に振動的な年次変化が見られ、これらの季節的変化に特別に適応した動物や植物が生息しています。
水生生態系は、さらに「淡水」と「海洋」の2つに分類されます。地球表面の約2%を占める生態系の中で、最も希少な生態系である淡水系には、湖、川、小川、湿地帯などがあります。これらの生態系における生物多様性に影響を与える主な要因は、水の流れ、温度、水深です。
池や湖の縁に近い浅い部分を沿岸帯といいます。沿岸帯は水域の中で最も暖かい場所で、水生の生産者、消費者、そして陸と水の両方の生活様式を持つ動物が多く生息しています。沖帯（水深の深い箇所の表面）は、光がよく差し込み、プランクトンが優勢です。深層は、光がほとんど入らないために光合成をせず、死んだ生物を食べる生物がほとんどです。
川では、水の流れが速いため、酸素が循環し、水は比較的冷たく保たれています。種の多様性は、川の幅と深さに関連しており、川の幅が広い部分は狭い部分よりも多様性があります。最後に、湿地とは、沼地、沼地、湿原のような浅い水が溜まっている場所で、高温多湿の環境を特徴としています。これらの生態系は、様々な植物、動物、菌類、細菌を含む、淡水の生態系の中で最も高い生物多様性を持っています。
地球表面の約75%を占める最も一般的な海洋生態系は、塩分濃度が高いため、淡水の生態系とは異なります。また、水深によって、浅海帯、深海帯、深海表面層と分けられています。これらの生態系の中で最も多様性に富んでいるのは浅海であり、世界のほとんどのサンゴ礁とそれに関連する海洋生物が生息しています。浅海に加えて、深海の表面にも、地球上の光合成の約40％を担うプランクトンをはじめ、太陽光の透過性の高さから、さまざまな海洋生物が生息しています。
深海の生態系は、水深が浅いため、暗闇や高圧に適応した生物の種類は少ないものの、珍しい生物が多く生息しています。また、深海の生態系は、その広大な空間のため、生態系の中でも最も知られていないです。しかし、有人潜水調査艇「アルビン」のような新しい技術によって、科学者たちはこのフロンティアを探索できるようになりました。現在、この船によって、研究者は水深4,500mまでの海底の2/3にアクセスできます。
生態系の特徴に関わらず、光合成によるエネルギーや物質の変換、生物の摂食関係などのダイナミックなプロセスは共通しています。生態系は、常に太陽エネルギーが流入し、物質がリサイクルされることで成り立っています。
