Специфика предмета изучения экологии – анализ биологических систем различного уровня организации (организм, популяция, биоценоз, экосистема, биосфера).
Методическую основу современной экологии составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования.
Система – это совокупность взаимосвязанных элементов, образующих единство. Системный подход – это главный методический принцип в экологии. Он предполагает изучение элементов системы и взаимосвязей между ними. Для изучения биосистем могут применяться методы различных наук – биохимии, генетики, ботаники, микробиологии, анатомии, физиологии, зоологии, физики, математики и др. Экология давно уже перестала быть чисто описательной дисциплиной, в современной экологии преобладают количественные методы – измерения, расчеты и математический анализ.