Экосистемный подход ориентирует эколога на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных связей объекта и сведение их в единую картину. Это позволяет раскрыть функциональную связь между организмами (например, цепи питания), выявить общность организации всех сообществ, независимо от организмов, их слагающих. В этом случае становится понятным, что нарушение регуляторных механизмов, поддерживающих эти системы в состоянии гомеостаза, а их легко нарушить, обусловливает биологический дисбаланс. Известно, что отстрел волка содействовал резкому увеличению численности лося и оленя и нанес вред лесным биоценозам. Экосистемный подход очень важен для практики сельского и лесного хозяйства.
А. Тенсли и В.Н.Сукачев при обосновании концепции "экосистемы" и "биогеоценоза" в качестве их фундаментального компонента наряду с биотопом включили биоценоз.
При биоценотическом (изучение сообществ) подходе как объект исследуются биотические компоненты экосистемы. Изучая структуру сообществ, факторы, лимитирующие их существование (без учета факторов физической среды), можно получить важные сведения для разработки рационального использования природных ресурсов.
При популяционном подходе для решения аутэкологических проблем используют математические модели роста популяций, колебания их численности. Результаты таких работ обеспечивают теоретическую базу для прогнозирования вспышек массового размножения вредителей, разработки мер борьбы с ними, организации заповедников и заказников, планирования биотехнических мероприятий.
Анализ местообитаний широко используется при изучении сред обитания и экологических ниш. Чаще им пользуются при исследовании физических условий среды, таких как рельеф, влажность, освещенность, с которыми тесно связана жизнь животных и растений.
Исторический, или эволюционный, подход необходим при исследовании изменений экосистем, сообществ, популяций во времени, что дает основание для прогнозирования будущих изменений. Выявление ранее действовавших в экосистемах закономерностей делает возможным реконструирование экосистем прошлого.
Любое экологическое исследование требует соответствующих методов изучения объекта. Во многих случаях используются традиционные методы биологических наук, например сравнительно-анатомический (при изучении влияния факторов среды на анатомическое строение организма) или сравнительно-физиологический (при исследовании физиологических процессов в организмах в разных экологических условиях). Эти методы образуют так называемую группу экспериментальных методов. Однако в экологии не менее важен и широко применяется описательный метод, используемый при исследовании в полевых условиях, при изучении природных систем или отдельных особей.
В последние годы в экологических исследованиях широко применяют метод моделирования, сущность которого состоит в том, что наряду с природной экосистемой рассматривается ее модель (образ, подобие). Имитация экологических явлений с помощью моделей позволяет получать достаточно достоверные результаты. Различают модели: реальные, отражающие оригинал по своей природе (например, аквариум с его растительным и животным миром воспроизводит некоторые особенности природных водоемов); математические, применяемые при количественном изучении динамики экосистем, и другие.