19世紀を越え、生物地理学の基礎となるべく、植物地理学と動物地理学が結びついた。種の生息地・生育地を扱う生物地理学は、しばしば生態学と混同される。生物地理学は、ある種が特定の生息地・生育地になぜ存在するか、その理由を説明する試みである。
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1935年、イギリスの生態学者アーサー・タンズレイは、生物群集と生息空間（biotope）との間に成り立つ相互作用の系を生態系（ecosystem）と名付けた。こうして生態学は、"生態系の科学"になったのである。
第二次世界大戦後、地球上での人間の役割と立場に関する人間生態学の一分野では、核エネルギーや工業化、人口の社会的意義、工業国による天然資源の濫用、第三世界の国々で起こっている指数関数的な人口増加などの新しい課題に取り組んでいる。
ジェイムズ・ラブロックが彼の著作『The Earth is Alive』の中で提唱した「ガイア」（Gaïa）という世界観は、地球をひとつの巨大な生物に喩えている。議論になるところではあるが、ガイア仮説は一般人の生態学への興味を増加させた。"母なる大地"であるガイアが「人間と人間の活動のせいで病気になりつつある」ととらえる者もいた。科学的視点では、この仮説は生物圏と多様性を世界規模の観点からとらえる新しい生態学とつじつまがあっている。