Ekologia jest dziedziną biologii zajmującą się życiem roślin i zwierząt w ich środowisku. Ochrona przyrody to praktyczne działania, gdzie stosuje się ekologię. Ekologia jest najbardziej biologiczną dziedziną biologii, ponieważ zajmuje się osobnikami w ich środowisku życia, a osobniki „istnieją” tylko w biologii. Najważniejszym problemem, jaki rozważa się w ekologii jest różnorodność biologiczna: jej zmiany oraz jej trwanie. W swoich badaniach ekolodzy skupiają się na funkcjonowaniu układów ekologicznych. W klasycznym ujęciu zakładają, że najważniejszymi mechanizmami są zależności od zagęszczenia. Model matematyczne stosowane tradycyjnie w ekologii to zwykle równania różniczkowe i różnicowe, co dobrze pasuje do założenia o zależnościach od zagęszczenia, ale powoduje to, że ekologia została zdominowana przez rozważania nad stabilnością układów ekologicznych. Biologia ewolucyjna i ekologia mają rozłączne dziedziny zainteresowania. Biologia ewolucyjna wyjaśnia powstawanie optymalnych cech osobników. Ekologia bierze pod uwagę także te osobniki, które przegrały w procesie doboru naturalnego. Metody matematyczne używane w klasycznej ekologii powstały na użytek fizyki. Rodzi się pytanie, czy dają one prawidłowy obraz dynamiki układów ekologicznych. Ostatnio pojawił się pogląd, że, aby dostrzec znaczenie różnorodności biologicznej w pełnej skali, powinniśmy odwołać się do osobników (a nie do zagęszczenia populacji) jako podstawowych „atomów”, z których składają się układy ekologiczne. Zwiemy to podejściem osobniczym w ekologii. Daje ono jednak bardzo skomplikowany obraz funkcjonowania układów ekologicznych. W ekologii istnieje jednak alternatywny sposób opisu dynamiki układów ekologicznych poprzez krążenie materii w nich i przepływ energii przez nie. Pozwala on przy budowie modeli matematycznych na stosowanie tradycyjnych równań różniczkowych i różnicowych, co wielokrotnie sprawdzało się w praktycznych zastosowaniach.