L'écologie scientifique est d'abord une science d'observation qui mobilise un grand nombre de disciplines comme la zoologie, la botanique, la géologie, la climatologie, l'hydrogéologie,...
Elle peut être divisée en deux domaines d'étude complémentaires : la biologie des populations et l'écologie des écosystèmes. Cet ouvrage fait la synthèse des connaissances en écologie des écosystèmes. Il est organisé en quatre grandes parties. La première présente les méthodes d'études de la recherche, lesquelles s'appuient sur l'observation, l'expérimentation et la modélisation. Elle est suivie d'une introduction au concept d'écosystème.
Les différents thèmes de recherches actuels sont ensuite abordés : hiérarchies écologiques, homogénéité/hétérogénéité, rôle de la diversité biologique, échelles spatiales et temporelles... Enfin, l'ouvrage se termine par une présentation du fonctionnement global de la biosphère dans une perspective historique. Les notions théoriques sont illustrées par de très nombreux exemples présentés en encarts (certains en anglais, lorsque tirés d'articles originaux qui sont maintenant des références).
Ce livre est destiné aux étudiants des seconds cycles (universités et grandes écoles), ainsi qu'aux chercheurs et aux enseignants désirant disposer des concepts modernes de l'écologie des écosystèmes.