自然环境是环绕人们周围的各种自然因素的总和，如大气、水、植物、动物、土壤、岩石矿物等，这些是人类赖以生存的物质基础。通常把这些因素划分为大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈等五个自然圈。
自然生态系统是在一定时间和空间范围内，依靠自然调节能力维持的相对稳定的生态系统，如森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统等。由于人类的强大作用，绝对未受人类干扰的生态系统已经没有了。自然生态系统可以分为：水生生态系统，即以水为基质的生态系统；陆生生态系统，即以陆地土壤或母质等为基质的生态系统。
自然生态系统的一个重要特点是它常常趋向于达到一种平衡状态，这是靠自我调节过程来实现的。调节主要是通过反馈进行的。不过，生态系统的自我调节能力是有限度的。当外界压力很大，使系统的变化超过了自我调节能力的限度时，它的自我调节能力便随之下降，以至消失。此时，系统结构被破坏，功能受阻，以致整个系统受到伤害甚至崩溃，此即通常所说的生态平衡失调，其产生的危害是广泛而深重的，应当引起我们人类的警惕。
生态学
和各种科学一样，生态学的发展自有历史记载以来，有一个逐渐的、间歇的过程。“生态学”这一名词是近代才创造的，是1869年由德国生物学家海克尔首先提出的。大约从1900年开始，生态学被公认为生物学的一个独立的领域，而仅在最近的几十年，“生态学”才成为一个普通的词汇。今天，每个人都深刻认识到环境科学对于创造和保持高度的人类文明是必不可少的工具。因此，生态学迅速发展成为和人们每天生活都有着最密切联系的一门分支科学。
自然生态系统生态系统
生态学原是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分科之一。初期偏重于植物，后来逐渐涉及动物，因而有植物生态学和动物生态学之分。近来，由于人类环境问题和环境科学的发展，生态学扩展到人类生活和社会形态等方面，把人类这一个生物物种也列入生态系统中，来研究并阐明整个生物圈内生态系统的相互关系问题，这样便形成了人类生态学，形成了这一领域更广泛、内容更丰富的科学。同时，现代科学技术的新成就也已经渗透到生态学的领域中，赋予它新的内容和动力，使之成为多学科的、当代较活跃的科学领域之一。
例如，系统工程学与生态学结合形成的系统生态学，属于生态学领域中方法论的发展，核心是从整体出发考虑问题。尤其是大系统的兴起，正在受到人们的普遍注意，这类系统的性能如有所改善，预期经济效益将是非常大的。又如生态学与数学结合产生的数学生态学，不仅给认识和阐明各种复杂的生态系统提供了有效的工具（如系统分析、建立数学模型等等），而且数学的抽象概念及推导方法，也将对未来的生态学起显著作用。
此外，计算科学和计算技术的应用，有可能帮助人们进一步认识和解释生态系统中的复杂现象，并从中找出规律。近年来，数学模型已逐渐在害虫控制、益虫利用、鱼群捕捞、森林管理、牧场改良中得到应用，提供了一系列最优管理策略和预测方法。当它与化学生态学和物理生态学所提供的生态信息相结合，就可获得最好的生态效益。毫无疑问，数学生态学迅速发展，必将导致生态学新理论、新方法的出现，使人类在了解自然、利用自然和改造自然的斗争中更加主动。
其他生态学分支的形成也将会在人类社会的发展中产生积极作用。特别是综合运用生态学各分支的成就，使得经济效益、社会效益、生态效益相结合，这种结合为协调高速度经济发展与环境保护之间的关系指明了方向。
由上可见，传统的生态学定义已不能概括当今生态学的丰富内容了。现代生态学应该是一门多学科的自然科学，它研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及机理。所谓生命系统，就是自然界具有一定结构和调节功能的生命单元，如动物、植物、微生物等。所谓环境系统，就是自然界的光、热、空气、水分以及各种有机物和无机元素相互作用所共同构成的空间。现代生态学的这种解释，对生态科学本身也提出了更高的目标。
概括起来，生态学的发展进程中，有三个主要特点：
（一）从定性探索生物与环境的相互作用到定量研究；
（二）从个体生态系统到复合生态系统，由单一到综合，由静态到动态地认识自然界的物质循环与转化规律；
（三）与基础科学、应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。
综上所述，生态学和环境科学显然有很多共同的地方，他们所研究的问题基本上是相近的，只不过生态学是以一般生物为对象，着重研究自然环境因素与生物的相互关系，单纯属于自然科学的范畴。环境科学则以人类为主要对象，把环境与人类生活的相互影响作为一个整体来研究，从而和社会科学发生十分密切的联系。
因此，生态学的许多基本原理同样也可以用于环境科学中，作为基础理论而联系到人类独特的主观能动性和复杂的社会关系，来研究和解决人类生活与环境问题。
海克尔
海克尔（1834—1919），德国博物学家，达尔文进化论的捍卫者和传播者。在1866年出版的《普通形态学》一书中，海克尔以进化的观点阐明生物的形态结构，并以“系统树”的形式，表示出各类动物的进化历程和亲缘关系。1899年，海克尔出版了《宇宙之谜》一书，书中不但对19世纪自然科学的巨大成就，特别是生物进化论作了清晰的叙述，而且根据当时的科学水平，对宇宙、地球、生命、物种、人类及其意识的起源和发展，进行了认真的探索，力求用自然科学提供的事实，为人们勾画出一幅唯物主义的世界图景。他发现了144个放射虫的新种，对近4000种的海洋动物作了描述或归类，写出了《放射虫》一书，并对“生态学”和“生物分布学”等名词下过明确的定义。