生态学的主要任务是研究生物与其生存环境的相互关系，重点探讨环境对生物的影响，生物对环境的适应以及两者协同进化的规律。学科的核心理论是，自然界中的任何生物间及其生物的集合体间与其周围环境存在相互依存、相互制约、协同进化的关系并形成结构和功能相协调的各类生态体系。目前，生态学仍处于新理论不断创建和发展中，如生物多样性与生态系统稳定性理论、复合种群理论、物质多级与循环利用理论等都对本学科乃至相关学科具有指导作用。生态学的理论基础具有进化观、整体观、系统观、层次观的显著特点。

生态学的研究方法主要分为三大类：一是原地观测，指在自然界原生境对生物与环境关系进行考察。包括野外考察、定位长期观测和原地实验等不同方法。二是受控实验，在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中研究单项或多项因子相互作用，及其对种群或群落影响的方法技术。三是生态学的综合方法，指对原地观测或受控生态系统实验的大量资料和数据进行综合归纳分析，表达各种变量之间存在的种种相互关系，反映客观生态规律性的方法技术。生态系统的复杂性和不确定性是其显著特征，因此该方法成为生态学研究中备受重视的方法。现代生态学在研究层次、研究手段和研究范围上都和传统生态学有了极大的进步，在研究的层次上，同时向宏观和微观两极深入发展；在研究的手段和方法上，采用先进的仪器和丰富的研究手段 可谓是日新月异；在研究领域和应用的范围上，正从揭示和协调各种生命与自然环境的关系， 扩大到人类社会健康发展的各个领域。