Biotope et biocénose forment des systèmes. Celui de la biocénose est relié au système « biotope » par un ensemble de connexions complexes qui aboutissent, à un niveau supérieur, à un nouveau système appelé écosystème (du mot grec oikô, je vis, j'habite). L'écosystème se présente ainsi comme un système de systèmes. Par exemple, sans soleil, sans eau, sans atmosphère, les plantes ne pourraient exister ; une plaine et un versant réagissent différemment aux précipitations. La variation de l'un des termes du biotope ou de la biocénose transforme l'ensemble de l'écosystème : l'action intempestive exercée sur la prairie américaine a induit le processus de formation steppique ; les modifications de relief entraînent la constitution de nouveaux écosystèmes. Il existe une grande variété d'écosystèmes.