ความหลากหลายทางชีวภาพเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญของความสมบูรณ์ของระบบนิเวศใดๆ และของโลกทั้งใบของเรา ทุกสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหรือชีวนิเวศต้องอาศัยสิ่งมีชีวิตอื่นและสภาพแวดล้อมทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น พืชและสัตว์ต่างต้องการอาหารซึ่งกันและกัน และขึ้นอยู่กับสิ่งแวดล้อมสำหรับน้ำและที่อยู่อาศัย ความหลากหลายทางชีวภาพอธิบายว่าระบบนิเวศมีความหลากหลายมากเพียงใด ในแง่ของทรัพยากรและชนิดพันธุ์ และลักษณะทางพันธุกรรมภายในสปีชีส์ด้วย ระบบนิเวศที่มีความหลากหลายมากขึ้นจะมีทรัพยากรมากขึ้นในการช่วยให้ฟื้นจากความอดอยาก ความแห้งแล้ง โรคภัย หรือแม้แต่การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพมีหลายระดับ โดยแต่ละระดับจะบ่งชี้ว่ายีน สายพันธุ์ และทรัพยากรในภูมิภาคนั้นมีความหลากหลายเพียงใด
ความหลากหลายของสายพันธุ์
ระบบนิเวศทุกแห่งมีคอลเล็กชั่นสปีชีส์ที่ไม่ซ้ำกัน ทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ระบบนิเวศบางแห่งอาจมีสปีชีส์มากกว่าที่อื่น ในบางระบบนิเวศ มีสัตว์สายพันธุ์หนึ่งเติบโตขึ้นมากจนครอบงำชุมชนตามธรรมชาติ เมื่อเปรียบเทียบความหลากหลายทางชีวภาพของระบบนิเวศ ระบบนิเวศที่มีชนิดพันธุ์จำนวนมาก แต่ไม่มีชนิดใดที่มีจำนวนมากกว่าส่วนที่เหลือมาก จะถือว่ามีความหลากหลายของชนิดพันธุ์มากที่สุด สปีชีส์จำนวนมากสามารถช่วยให้ระบบนิเวศฟื้นตัวจากภัยคุกคามทางนิเวศวิทยา แม้ว่าบางสปีชีส์จะสูญพันธุ์ไปแล้วก็ตาม
ความหลากหลายทางพันธุกรรม
ความหลากหลายทางพันธุกรรมอธิบายว่าสมาชิกของสปีชีส์หนึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดเพียงใดในระบบนิเวศที่กำหนด พูดง่ายๆ ถ้าสมาชิกทุกคนมียีนที่คล้ายคลึงกันมาก สปีชีส์นั้นมีความหลากหลายทางพันธุกรรมต่ำ เนื่องจากมีประชากรน้อย สัตว์ใกล้สูญพันธุ์อาจมีความหลากหลายทางพันธุกรรมต่ำเนื่องจากการผสมพันธุ์ สิ่งนี้สามารถก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อประชากรได้หากนำไปสู่การถ่ายทอดลักษณะที่ไม่พึงประสงค์หรือทำให้สายพันธุ์มีความอ่อนไหวต่อโรคมากขึ้น การมีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูงช่วยให้สายพันธุ์ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป
ความหลากหลายของระบบนิเวศ
ภูมิภาคอาจมีหลายระบบนิเวศหรืออาจมีหนึ่งระบบนิเวศ มหาสมุทรหรือทะเลทรายอันกว้างใหญ่เป็นตัวอย่างของภูมิภาคที่มีความหลากหลายทางนิเวศวิทยาต่ำ พื้นที่ภูเขาที่มีทะเลสาบ ป่าไม้ และทุ่งหญ้าจะมีความหลากหลายทางชีวภาพสูงในแง่นี้ ภูมิภาคที่มีระบบนิเวศหลายแห่งอาจสามารถจัดหาทรัพยากรเพิ่มเติมเพื่อช่วยให้สายพันธุ์พื้นเมืองอยู่รอด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระบบนิเวศหนึ่งถูกคุกคามจากภัยแล้งหรือโรคภัยไข้เจ็บ
ความหลากหลายในการใช้งาน
วิธีที่สิ่งมีชีวิตมีพฤติกรรม ได้รับอาหาร และใช้ทรัพยากรธรรมชาติของระบบนิเวศนั้นเรียกว่าความหลากหลายในการใช้งาน โดยทั่วไป ระบบนิเวศน์ที่อุดมด้วยสปีชีส์จะสันนิษฐานว่ามีความหลากหลายในการใช้งานสูง เนื่องจากมีสปีชีส์จำนวนมากที่มีพฤติกรรมต่างกัน การทำความเข้าใจความหลากหลายในการใช้งานของระบบนิเวศอาจเป็นประโยชน์สำหรับนักนิเวศวิทยาที่พยายามอนุรักษ์หรือฟื้นฟูความเสียหาย เพราะการรู้พฤติกรรมและบทบาทของชนิดพันธุ์สามารถชี้ให้เห็นถึงช่องว่างในวัฏจักรอาหารหรือช่องว่างทางนิเวศวิทยาที่ขาดแคลน สายพันธุ์