Hệ sinh thái là một vùng địa lý rộng lớn với khí hậu riêng biệt và quần thể thực vật, động vật đặc trưng. Rừng mưa nhiệt đới, sa mạc, lãnh nguyên, đồng cỏ và rừng ôn đới là những ví dụ. Mỗi hệ sinh thái được hình thành bởi nhiệt độ và lượng mưa, quyết định những gì có thể phát triển và sinh sống ở đó. Cùng một hệ sinh thái có thể xuất hiện ở các châu lục khác nhau. Rừng mưa nhiệt đới tồn tại ở Nam Mỹ, Châu Phi và Đông Nam Á, với các loài khác nhau nhưng cấu trúc và chức năng tương tự.

Các quần xã sinh vật không cố định. Chúng thay đổi theo biến đổi khí hậu, đôi khi dần dần, đôi khi đột ngột. Trong kỷ băng hà cuối cùng, lãnh nguyên và thảo nguyên mở rộng khắp châu Âu và Bắc Mỹ. Khi khí hậu ấm lên, rừng di chuyển về phía bắc. Ngày nay, nhiệt độ tăng cao đang đẩy các quần xã sinh vật về phía cực và lên các sườn núi. Các loài không thể di chuyển đủ nhanh có thể biến mất. Việc sử dụng đất của con người cũng làm phân mảnh các quần xã sinh vật, biến những khu rừng liên tục thành những mảng rừng bị bao quanh bởi đất nông nghiệp hoặc thành phố.

Các quần xã sinh vật trên cạn chính

• Rừng mưa nhiệt đới: ấm áp, ẩm ướt, đa dạng sinh học cao.
• Sa mạc: khô hạn, nhiệt độ khắc nghiệt, thảm thực vật thưa thớt.
• Đồng cỏ: lượng mưa vừa phải, cỏ chiếm ưu thế.
• Lãnh nguyên: lạnh, không có cây cối, băng vĩnh cửu.

Các quần xã sinh vật rất hữu ích vì chúng cho phép các nhà sinh thái học so sánh các khu vực xa nhau. Một thảo nguyên ở Kenya và một thảo nguyên ở Úc có nhiều điểm chung hơn so với khu rừng mưa nhiệt đới liền kề.