Ekoloji ya da doğa bilimi, canlıların hem kendi aralarında hem de fiziksel çevreleri ile olan ilişkileri inceleyen bilim dalıdır. Ekoloji canlıları birey, popülasyon, komünite, ekosistem ve biyosfer düzeylerinde inceler. Ekoloji çok yakından ilişkili olduğu biyocoğrafya, evrimsel biyoloji, genetik, etoloji ve doğa tarihi dallarıyla örtüşür. Ekoloji, biyoloji biliminin bir dalıdır.
Ekolojinin incelediği konular arasında yaşam süreçleri, etkileşimler, adaptasyon, canlı komüniteler arasında madde ve enerji hareketi, ekosistemlerde süksesyon, türler içinde ve arasında işbirliği, rekabet ve av-avcı ilişkisi, canlıların çevre bağlamında bolluğu, dağılımı ve biyokütlesi, biyoçeşitliliğin örüntüleri ve ekosistem süreçleri üzerindeki etkileri sayılabilir.
Ekolojinin koruma biyolojisi, sulak alan yönetimi, doğal kaynak yönetimi (agroekoloji, tarım, ormancılık, tarımsal ormancılık, balıkçılık), kentsel planlama (kent ekolojisi), halk sağlığı, ekolojik iktisat, temel ve uygulamalı bilimler, insan ekolojisi alanlarında pratik uygulamaları vardır.
Ekoloji terimi 1866 yılında Alman biliminsanı Ernst Haeckel tarafından oluşturuldu. Kelime kökeni Eski Yunanca οἶκος (oikos), “ev, yakın çevre”; -λογία, (logia) “bilimi” kelimelerinin birleşiminden gelmektedir. Ekoloji 19. yüzyılın sonlarından itibaren ciddi bir bilim hâline geldi. Adaptasyon ve doğal seçilim ile ilgili kavramlar modern ekoloji teorisinin temeltaşlarını oluşturur.
Ekosistemler dinamik etkileşim hâlindeki canlılar, bunların oluşturduğu komüniteler ve çevrelerinde bulunan cansız abiyotik faktörlerden oluşur. Birincil üretim, besin öğesi döngüsü ve niş oluşturma gibi ekosistem süreçleri çevre içinde enerji ve madde akışını düzenler. Ekosistemlerde gezegen üzerinde bulunan canlı ve cansızları etkileyen süreçleri düzenleyen biyofiziksel geri besleme mekanizmaları bulunur. Ekosistemler yaşamı destekleyen işlevleri ayakta tutar ve biyokütle üretimi (besin, yakıt, lif ve ilaç), iklimin düzenlenmesi, küresel biyokimyasal döngüler, su filtrasyonu, toprak oluşumu, erozyon kontrolü, selden korunma gibi çok sayıda bilimsel, tarihî, ekonomik değere sahip ekosistem hizmetlerini sağlar.
