Las principales interacciones ecológicas incluyen competencia (lucha por recursos limitados), depredación (un organismo caza a otro), simbiosis (interacciones cercanas de largo plazo como mutualismo, comensalismo y parasitismo), herbivoría (animales que se alimentan de plantas) y facilitación (cuando una especie beneficia a otra sin contacto directo). Cada tipo de interacción tiene efectos diferentes sobre las especies involucradas.

La energía fluye a través de los ecosistemas organizando a los organismos en niveles tróficos: productores primarios (plantas y algas que realizan fotosíntesis), consumidores primarios (herbívoros), consumidores secundarios (carnívoros), consumidores terciarios y descomponedores. Aproximadamente solo el 10% de la energía se transfiere de un nivel al siguiente, mientras que el resto se pierde como calor debido a procesos metabólicos.

Los ciclos biogeoquímicos describen el movimiento de elementos esenciales a través de los componentes vivos y no vivos de los ecosistemas. Los tres principales son el ciclo del carbono (involucrado en fotosíntesis, respiración y descomposición), el ciclo del nitrógeno (esencial para aminoácidos y ácidos nucleicos, con procesos como fijación y nitrificación) y el ciclo del fósforo (que carece de fase gaseosa y se mueve a través de erosión, absorción y descomposición).

La biodiversidad abarca la variedad de vida dentro de las especies, entre especies y de ecosistemas, e incluye diversidad genética, de especies y de ecosistemas. Una alta biodiversidad indica un ecosistema saludable capaz de resistir tensiones ambientales, ya que proporciona servicios ecosistémicos como recursos de alimentos, agua limpia y aire, además de mayor resiliencia ante perturbaciones y capacidad de recuperación.

Las actividades humanas impactan los ecosistemas principalmente a través de la destrucción del hábitat por deforestación y urbanización, la contaminación del aire, agua y suelo, el cambio climático por emisiones de gases de efecto invernadero, la sobreexplotación de recursos naturales y la introducción de especies invasoras que compiten o depredan especies nativas, alterando el equilibrio ecológico.