Ekologia on biologian haara, joka keskittyy elävien organismien tutkimiseen luonnossa. Ekologit tarkastelevat organismien vuorovaikutusta ympäristön ja toistensa kanssa ja tutkivat monimutkaisia ja toisiinsa liittyviä järjestelmiä, jotka vaikuttavat maapallon elämään. Ekologia tunnetaan myös joskus nimellä ympäristöbiologia, ja tällä tieteenalalla on useita osa -aloja, jotka käsittelevät tiettyjä kiinnostavia aiheita, kuten ihmisten ja luonnon ympäristön suhdetta.
Ekologian tutkijat voivat tutkia yksilöitä, populaatioita, yhteisöjä ja ekosysteemejä. Jokaisella tasolla on enemmän opittavaa. Luonnollinen ympäristö on yleensä vahvasti yhteydessä toisiinsa. tutkijat voivat keskittyä esimerkiksi yhteen kasvien tai eläinten populaatioon ja löytää paljon rehua tutkimukselle aina siitä, miten kyseinen populaatio muotoilee fyysistä ympäristöä siihen, miten muut organismit ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa. Esimerkiksi märehtijöiden populaatiot voivat luoda polkuja ja kastelureikiä, muokkaamalla maata, ja ne voivat myös vaikuttaa kasvipopulaatioihin syömällä joitain kasvilajeja, jättäen toiset yksin ja erittämällä siemeniä, joita kasvit voivat käyttää levittääkseen itseään.
20 -luvulla ekologit kiinnostuivat erityisesti ihmisen toiminnasta, jolla oli haitallinen vaikutus ympäristöön, ja he ymmärsivät, että ihmisillä voi olla valtava ja ei aina hyödyllinen vaikutus luontoon. Esimerkiksi epäpuhtauksien kaataminen jokeen voi aiheuttaa erilaisia muutoksia luonnossa, aivan kuten päällystäminen kosteikkojen yli voi poistaa elinympäristön ja aiheuttaa stressiä eläviin eläimiin ja kasveihin.
Ekologit ovat usein kiinnostuneita katsomaan kokonaisia ekosysteemejä ja tutkimaan kaikkia niissä eläviä ja niihin vaikuttavia organismeja. Jokaisessa ekosysteemissä on ainutlaatuisia kasvi- ja eläinlajeja, jotka ovat sopeutuneet ympäristöön ja toisiinsa, ja tämän tutkiminen voi antaa tutkijoille tietoa kyseisen ekosysteemin historiasta ja siellä elävien eläinten evoluution juurista. Ekologiaa voi opiskella myös kaupunkiympäristössä.
Ekologian tutkimus ei rajoitu pelkästään maanpäälliseen ympäristöön; meriympäristöt, järvet ja purot voivat myös tarjota paljon ajattelemisen aihetta ja inspiraatiota opiskeluun. Erityisesti meriympäristöä ei ymmärretä kovin hyvin, ja tutkijat havaitsevat jatkuvasti, että on enemmän opittavaa merestä, siellä elävistä olennoista ja sen taustalla olevasta maantieteestä ja geologiasta. Esimerkiksi vuosisatojen ajan ihmiset olettivat, että merenpohja oli passiivinen ja synkkä, mutta 20 -luvulla tutkijat löysivät biologisen aktiivisuuden alueita hydrotermisten tuuletusaukkojen ympäriltä, ja organismit olivat sopeutuneet pimeään, korkeapaineiseen ja vähähappiseen ympäristöön syvä meri.