Die Biodiversität beschreibt die Vielfalt der Lebewesen auf mehreren Organisationsebenen: Vielfalt der Genetik, Arten und Ökosysteme. Die Artenvielfalt umfasst alle Zweige des phylogenetischen Baum, von den einzelligen prokaryotischen Organismen, Bakterien und Archaeen, bis zu dem eukaryotischen Tierreich der Pflanzen, Tiere, Pilze und Protisten. Bis heute wurden etwa 1,75 Millionen Arten identifiziert und jede Woche werden neue Arten entdeckt.

Biodiversität umfasst ebenfalls die Wechselwirkungen der Organismen miteinander und der Umwelt in der sie leben. Die Organismen haben sich gemeinsam entwickelt, um die komplizierten Netzwerke des Lebens zu schaffen, die sowohl kooperative (symbiotische) Beziehungen als auch Räuber-Beute-Beziehungen beinhalten. Die Biodiversität ist daher ein weitreichenderes Konzept als die einfache Sammlung von Arten, auf die man das Thema oft reduziert.

Alle Lebewesen hängen von der Existenz und die Aktivitäten von anderen Lebewesen ab. Gruppen von Populationen verschiedener Arten, die miteinander und mit ihrer physischen Umwelt interagieren, bilden ein Ökosystem. Die Ökosysteme selbst sind dabei sehr vielfältig: zum Beispiel Wälder, Teiche, Wüsten, Korallenriffe und sogar die menschliche Darmflora. Wissenschaftler, die die Biodiversität untersuchen, interessieren sich nicht nur für die Anzahl der verschiedenen Arten in einem Ökosystem, sondern auch dafür, wie viele Individuen jeder Art vorhanden sind. Das Studium der Biodiversität zeigt, auf welche Weise Organismen miteinander interagieren und wie lokale menschliche Aktivitäten oder der globale Klimawandel das betreffende System beeinflussen.

Die Gesundheit einer Art und ihre Fähigkeit, angesichts der sich ändernden Umweltbedingungen zu überleben, hängt von ihrer genetischen Diversität ab. Kleine Veränderungen in der genetischen Zusammensetzung bestimmter Individuen innerhalb einer Population können es ihnen ermöglichen, Erfolg zu haben, während andere scheitern können. Bei sich sexuell fortpflanzenden Arten ist die genetische Biodiversität für die Erhaltung der Gesundheit der Art von wesentlicher Bedeutung, damit es zur Paarung zwischen genetisch unterschiedlichen Individuen kommen kann. Es ist allgemein anerkannt, dass Inzucht zur Expression von ungünstigen Eigenschaften führt, die die Gesamtfitness der Art beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist die Erhaltung der genetischen Biodiversität einer Art unerlässlich, bevor sie ein kritisches Maß an Gefährdung erreicht.