علم البيئة هو العلم الذي يدرس العلاقات المعقدة بين الكائنات الحية وبيئاتها المحيطة. يتكون النظام البيئي من تفاعل العوامل الحيوية، مثل النباتات والحيوانات والبكتيريا، مع العوامل اللاحيوية مثل الماء والهواء والتربة والشمس. يعد الغلاف الحيوي أكبر نظام بيئي على كوكب الأرض، حيث يضم جميع المناطق التي تدعم الحياة. تلعب العوامل غير الحية دوراً حاسماً في استدامة الحياة، فالتربة توفر المغذيات، والماء يشكل معظم أجسام الكائنات الحية، وضوء الشمس هو المصدر الأساسي للطاقة من خلال عملية البناء الضوئي.