W biologii termin gatunek odnosi się do wszystkich organizmów tego samego rodzaju, które są potencjalnie zdolne, w warunkach naturalnych, do rozmnażania się i wytwarzania płodnego potomstwa. Członkowie gatunku żyjący na danym obszarze w tym samym czasie stanowią populację. Wszystkie populacje żyjące i wzajemnie na siebie oddziałujące na danym obszarze geograficznym tworzą zbiorowość biologiczną (lub biotyczną). Organizmy żywe w danej społeczności wraz z ich środowiskiem nieożywionym lub abiotycznym tworzą ekosystem. W teorii ekosystem (i społeczność biologiczna, która tworzy jego żywy składnik) może być tak mały jak kilka larw komara żyjących w kałuży deszczowej lub tak duży jak preria rozciągająca się na tysiące kilometrów.
Bardzo duża, ogólna społeczność biotyczna, taka jak las borealny, nazywana jest biosem.
Często jednak trudno jest określić, gdzie kończy się jedna społeczność lub ekosystem, a zaczyna inna. Organizmy mogą spędzić część swojego życia w jednym obszarze, a część w innym. Woda, składniki odżywcze, osady i inne czynniki abiotyczne są przenoszone z miejsca na miejsce przez siły geologiczne i migrujące organizmy. Choć może się wydawać, że np. jezioro i otaczający je suchy ląd różnią się wyraźnie warunkami środowiskowymi i zbiorowiskami biologicznymi, może dochodzić do intensywnej wymiany materiałów i organizmów z jednego do drugiego. Owady wpadają do jeziora i są zjadane przez ryby. Płazy opuszczają jezioro, aby polować na brzegu. Gleba eroduje z lądu i użyźnia wodę. Woda wyparowana z powierzchni jeziora spada z powrotem na ląd w postaci deszczu, który odżywia rośliny. Każda społeczność biologiczna wymaga mniej lub bardziej stałego dopływu energii, aby utrzymać procesy życiowe.
Kilka ważnych kategorii ekologicznych i procesów charakteryzuje każdą społeczność biologiczną. Produktywność opisuje ilość biomasy produkowanej przez rośliny zielone, które wychwytują światło słoneczne i tworzą nowe związki organiczne. Tropikalny las deszczowy lub pole kukurydzy na Środkowym Zachodzie mogą mieć bardzo wysokie wskaźniki produktywności, podczas gdy pustynie i arktycznaundra są zazwyczaj bardzo nieproduktywne. Poziomy troficzne opisują metody wykorzystywane przez członków społeczności biologicznej do zdobywania pożywienia. Producenci pierwotni to rośliny zielone, których odżywianie zależy od fotosyntezy. Konsumenci pierwotni to zwierzęta roślinożerne, które żywią się roślinami. Konsumenci drugorzędni to mięsożercy, którzy żywią się roślinożercami. Mięsożercy górni to duże, zaciekłe zwierzęta, które zajmują najwyższy poziom w łańcuchu pokarmowym lub sieci pokarmowej. Nikt nie zjada górnych drapieżników, z wyjątkiem padlinożerców (takich jak sępy i hieny) i rozkładowców (takich jak grzyby i bakterie), które zjadają martwe organizmy i przetwarzają ich ciała z powrotem do abiotycznego składnika ekosystemu. Z powodu drugiego prawa termodynamiki , większość energii na każdym poziomie troficznym jest niedostępna dla organizmów na kolejnym, wyższym poziomie. Oznacza to, że każdy kolejny poziom troficzny ma zazwyczaj znacznie mniej członków niż ofiary, którymi się żywi. Podczas gdy w danej społeczności mogą istnieć tysiące producentów pierwotnych, może istnieć tylko kilka drapieżników górnych.
Obfitość jest wyrazem całkowitej liczby organizmów w społeczności biologicznej, podczas gdy różnorodność jest miarą liczby różnych gatunków w tej społeczności. Arktyczna tundra Alaski ma ogromne chmury owadów, ogromne stada ptaków wędrownych i wielkie stada kilku gatunków ssaków podczas krótkiego sezonu letniego wzrostu. Tak więc, ma ona wysoką obfitość, ale bardzo małą różnorodność. Z drugiej strony, las tropikalny może mieć kilka tysięcy różnych gatunków drzew i jeszcze większą liczbę gatunków owadów tylko na kilku hektarach, ale może być tylko kilka osobników reprezentujących każdy z tych gatunków na tym obszarze. W ten sposób las może charakteryzować się niezwykle wysoką różnorodnością, ale niską liczebnością poszczególnych gatunków. Złożoność to opis różnorodności procesów ekologicznych lub liczby nisz ekologicznych (sposobów zarabiania na życie) w obrębie danej społeczności biologicznej. Tropikalny las deszczowy jest prawdopodobnie bardzo złożony, podczas gdy arktyczna tundra ma stosunkowo niską złożoność.
Społeczności biologiczne generalnie przechodzą serię zmian rozwojowych w czasie, znanych jako sukcesja. Pierwsze gatunki, które kolonizują nowo odkrytą powierzchnię ziemi, na przykład, są znane jako pionierzy. Organizmy takie jak porosty, trawy i chwastne rośliny kwitnące o wysokiej tolerancji na trudne warunki zwykle zaliczają się do tej kategorii. Z czasem pionierzy zatrzymują osady, budują glebę i zatrzymują wilgoć. Zapewniają schronienie i stwarzają warunki, które pozwalają innym gatunkom, takim jak krzewy i małe drzewa, zakorzenić się i rozkwitnąć. Większe rośliny akumulują glebę szybciej niż gatunki pionierskie. Zapewniają one również cień, schronienie, wyższą wilgotność, ochronę przed słońcem i wiatrem oraz przestrzeń życiową dla organizmów, które nie mogłyby przetrwać na otwartym terenie. Ostatecznie te procesy sukcesyjne prowadzą do powstania społeczności bardzo różnej od tej, którą założyli pierwsi pionierzy, z których większość jest zmuszona do przeniesienia się na inne, nowo naruszone grunty. Dawniej sądzono, że każdy obszar posiada zbiorowisko kulminacyjne, takie jak las dębowy lub łąka preriowa, uwarunkowane klimatem, topografią i składem mineralnym. Uważano, że przy odpowiedniej ilości czasu i braku zakłóceń, każde zbiorowisko nieuchronnie osiągnie swój stan kulminacyjny. Obecnie wiadomo jednak, że niektóre ekosystemy doświadczają ciągłych zakłóceń. Niektóre zespoły biologiczne, takie jak lasy iglaste, które kiedyś uważaliśmy za stabilne społeczności klimaksowe, teraz uznajemy za przypadkowe związki w ciągle zmieniającej się mozaice regularnie zakłócanych i stale zmieniających się krajobrazów.
Wiele społeczności biologicznych jest stosunkowo stabilnych w długich okresach czasu i są w stanie wytrzymać wiele rodzajów zakłóceń i zmian. Las dębowy, na przykład, ma tendencję do pozostawania lasem dębowym, ponieważ gatunki, które go tworzą, mają mechanizmy samonapędzające się. Kiedy jedno drzewo upada, na jego miejsce wyrastają inne. Zdolność do naprawiania szkód i opierania się zmianom określa się mianem „odporności” (resilience). Od wielu lat toczy się debata między ekologami teoretycznymi i terenowymi na temat tego, czy złożoność i różnorodność społeczności biologicznej zwiększa odporność. Modele teoretyczne sugerują, że populacja kilku bardzo odpornych, chwastowatych gatunków, takich jak mniszek lekarski czy pluskwiak bukszpanowy, może być bardziej odporna na zmiany niż bardziej wyspecjalizowana i zróżnicowana społeczność, taka jak las tropikalny. Ostatnie dowody empiryczne sugerują, że przynajmniej w niektórych zbiorowiskach, takich jak prerie, większa różnorodność daje większą odporność na zmiany i lepszą zdolność do naprawy szkód po stresie lub zaburzeniu.
.