يصف التنوع البيولوجي تنوع الكائنات الحية على مستويات تنظيمية متعددة: تنوع الجينات والأنواع والنظام البيئي. يشمل تنوع الأنواع جميع فروع الشجرة التطورية من كائنات بدائية النواة وحيدة الخلية ، والبكتيريا ، والعتائق ، إلى ممالك حقيقية النواة: النباتات ؛ الحيوانات؛ الفطريات. وأوليي الخلية. حتى الآن ، تم تحديد حوالي ١,٧٥ مليون نوع ، ويتم اكتشاف أنواع جديدة كل أسبوع.

يشمل التنوع البيولوجي أيضاً التفاعلات التي تربط الكائنات الحية ببعضها البعض وبالبيئة التي تعيش فيها. تطورت الكائنات الحية معاً لإنشاء شبكات معقدة من الحياة تتضمن علاقات تعاونية (تكافلية) وعلاقات بين المفترس والفريسة. ولذلك ، فإن التنوع البيولوجي هو مفهوم أوسع بكثير من مجرد جمع الأنواع التي يتم اختزالها إليه في كثير من الأحيان.

تعتمد جميع الكائنات الحية على وجود الكائنات الحية الأخرى وأنشطتها. تشكل مجموعات السكان من الأنواع المختلفة التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع بيئتها المادية نظاماً بيئياً. النظم البيئية نفسها متنوعة للغاية: على سبيل المثال الغابات والبرك والصحاري والشعاب المرجانية وحتى الكائنات الحية المعوية البشرية. لا يهتم العلماء الذين يدرسون التنوع البيولوجي بعدد الأنواع المختلفة في النظام البيئي فحسب ، بل يهتمون أيضاً بعدد الأفراد من كل نوع. تشير دراسة التنوع البيولوجي إلى الطرق التي تتفاعل بها الكائنات الحية مع بعضها البعض وكيف تؤثر الأنشطة البشرية المحلية أو تغير المناخ العالمي على النظام المعني.

تعتمد صحة الأنواع وقدرتها على البقاء في مواجهة الظروف البيئية المتغيرة على التنوع البيولوجي على المستوى الجيني. يمكن للتغييرات الصغيرة في التركيب الجيني لأفراد معينين داخل مجموعة سكانية أن تسمح لهم بالنجاح حيث قد يفشل الآخرون. في الأنواع التي تتكاثر جنسياً ، يعد التنوع البيولوجي الجيني ضرورياً للحفاظ على صحة الأنواع بحيث يمكن أن يحدث التزاوج بين الأفراد المختلفين وراثياً. لقد ثبت جيداً أن زواج الأقارب يؤدي إلى التعبير عن الصفات غير المفضلة ، مما يقلل من ملاءمة الأنواع. لهذا السبب ، فإن الحفاظ على التنوع البيولوجي الجيني للأنواع أمر ضروري قبل أن يصل إلى مستوى من الخطر الجسيم.