Villieläinten ekologia on ala, joka tutkii eläimiä, erityisesti eläinpopulaatioita, ja pyrkii tunnistamaan tapoja, joilla näitä populaatioita voidaan auttaa. Jotkut villieläinten ekologian ohjelmat voivat keskittyä erityisesti siihen, miten nämä eläimet ovat vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa, kun taas toiset tutkivat kaikkia eläinten näkökohtia. Tässä ympäristössä työskentelevän ekologin päätavoite on edistää terveiden eläinten suojelua. Tätä varten ekologi ei huolehdi vain eläimistä, vaan myös elinympäristöistä, joissa he elävät.
Luonnonvaraisten eläinten ekologiseen uraan osallistuvat harjoittavat usein koulutuksen, tutkimuksen ja suojelun aloja. Näille aloille voi kulua huomattava määrä aikaa suuren yleisön kanssa. Ne voivat myös vaatia paljon aikaa kentällä työskentelyyn, tietojen keräämiseen tai jopa kiertueiden järjestämiseen. Muita uravalintoja villieläinten ekologiassa ovat lainvalvonta ja suhdetoiminta. Jotkut voivat käyttää tutkintoa villieläinten ekologiassa jatkotutkinnon suorittamiseksi eläinlääketieteessä. Monet villieläinten ekologian aloilla olevista myös jäävät kouluun jatko -opintoihin, koska käytettävissä olevat työpaikat ovat erittäin kilpaillut.
Tutkimusta suorittavat villieläinekologit tarkastelevat lajien kestävyyttä. Ensisijaisia huolenaiheita ovat elinympäristöjen tuhoaminen, invasiivisten lajien kilpailu ja ihmisten puuttuminen asiaan. Jotkut villieläinten ekologit keskittyvät siihen, mikä on terve väestö, ja suosittelevat jopa tapoja hallita väestöä, jotta siitä ei tule epäterveellistä. Tietyn määrän alle kuuluvat väestöt saattavat tarvita apua toipumisessa, mukaan lukien erityinen oikeudellinen suoja.
Niille eläimille, jotka tarvitsevat erityistä suojelua, ekologit voivat suositella sisällyttämistä uhanalaisten tai uhanalaisten lajien luetteloon. Usein tämä tarkoittaa lisärahoituksen saamista suunnitelman tai ohjelmien laatimiseksi jäljellä olevien eläinten suojelemiseksi. Tämäntyyppiset ohjelmat ovat onnistuneet auttamaan useita eri lajeja. Uhanalaisia lajeja koskevalle ohjelmalle on myönnetty kalju kotkan ja yhdysvaltalaisen alligaattorin paluu.
Joissakin tapauksissa villieläinten ekologiaan osallistuvat tutkivat kestäviä metsästyskäytäntöjä ja laativat säännöt ja määräykset kyseiselle metsästykselle. Siksi on olemassa metsästyskausia, jotka auttavat säätelemään väestöä, sekä metsästysmerkkejä, joilla varmistetaan, että vain niin monet eläimet viedään laillisesti kyseisen kauden aikana. Määritelläkseen, kuinka monta eläintä voidaan metsästää, ekologi kerää tietoja, mukaan lukien ilmakyselyt eläinten elinympäristöistä ja seuraa, kuinka onnistuneet metsästykset ovat.