“生態學”一詞是海克爾於1866年最先引入科學之中的。他於1869年給生態學所下的定義是：“研究動物對有機和無機環境的全部關係的科學。”在19世紀以前一些科學家雖已間或從生態學的角度思考問題。但隻是到了19世紀初生物地理學出現後才促進了生態學思想的發展。德國自然科學家洪堡是研究動植物群落與地理環境關係的先驅。他特別注意植物與生長地條件的關係，認為在相似的地帶和垂直帶地理條件中，不同類型植物表現出相似的“外貌”。瑞士植物學家德康多在他的《植物地理學》一書中詳細描述了各種環境因素對植物的影響，並注意到，植物的生態可塑性比動物的高。
19世紀後期生態學的研究內容基本上是動植物的生活方式以及它們對溫度、光、水分等氣候條件的適應。
1877年，艾倫發現隨著氣候的地理改變，北美哺乳動物和鳥類的身體及其突出部分的比例，以及顏色的變化等都遵循一定的規律。
19世紀70年代末，生態學中產生了群落研究的新方向。它源於德國水生生物學家默比烏斯。1877年他基於對北海牡蠣淺灘的研究，總結出生物群落的概念。稍後，俄國的帕卻斯基建議把植物群落的研究作為一門特殊的學科劃分出來，並於1896年稱這門學科為“植物社會學”。
歐洲早期的動物生態學研究以英國的埃爾頓的工作最著名，他是20世紀30年代出現的種群生態學的奠基人。他在《動物生態學》一書中把自己的注意力從單個生物轉向整個種群，並認為對種群應獨立地進行研究。種群生態學的中心問題是種群結構和數量動態。
種群研究不僅有助於對生物進化問題的了解，它也是解決許生物科學與環境保護多實踐問題的理論基礎。
美國洛特卡和意大利的沃爾泰拉的工作促進了種群研究向實驗方麵發展。1935年，高斯研究了捕食者和被食者的相互聯係中間的競爭關係。種群研究還導致了格利森於1917年提出生態位的概念。1920年，H.E.霍華德發現鳥類生活的領域作用，導致奈斯在30和40年代的進一步研究，從而產生了行為生態學。此外，種群生態學由於定量研究的需要而導致理論數學生態學的產生。
從20世紀40年代開始，在生態學中產生了嶄新的研究觀點和方法。1935年，英國生態學者坦斯利提出了生態係統的概念。5年之後，前蘇聯的蘇卡喬夫又獨立地提出了“生地群落”的概念。在這兩個概念中都包含著生物與非生物環境的整體統一性，以及作為生物群落與周圍非生物環境聯係的基礎的物質循環和能量轉化的思想。生態係統概念和生物地理群落概念非常相近，現在大多數生態學家同意把二者作為同義語使用。
特別應該提到的是對係統生態理論的建立起了重大作用的林德曼。他和他的妻子於20世紀30年代末期在明尼蘇達對一個衰老湖泊開展了詳細的生物學研究。他們闡明了養分從一個營養級位到另一個營養級位的移動規律，因而創造了營養動態觀點。1942年，他發表了題為“生態學中的營養動態方麵”一文。這是一篇關於生態係統中能量流的經典著作，具有劃時代的意義，成為後來關於動、植物群落中能量流動的許多研究的理論基礎。
近40年來，美國生態學家奧德姆、奧德姆、哈欽森的著作都對係統生態學的發展起了推動作用。奧德姆的《生態學基礎》一書對生態學知識的傳播和青年生態學家的培養均起了很大作用；奧德姆的《係統生態學》，則是係統生態學的權威性著作。