La biodiversidad describe la variedad de seres vivos en múltiples niveles organizativos: genética, especie y diversidad de ecosistemas. La diversidad de especies incluye todas las ramas del árbol evolutivo, desde los organismos procarióticos unicelulares, las bacterias y arqueas, hasta los reinos eucariotas: las plantas, los animales, los hongos y los protistas. Hasta la fecha, se han identificado alrededor de 1,75 millones de especies, y se descubren nuevas especies cada semana.

La biodiversidad también incluye las interacciones que conectan a los organismos entre sí y con el medio ambiente en el que viven. Los organismos han evolucionado juntos para crear las intrincadas redes de vida que involucran tanto las relaciones cooperativas (simbióticas) como las relaciones entre depredadores y presas. La biodiversidad es, por lo tanto, un concepto mucho más amplio que la simple colección de especies a las que a menudo se reduce.

Todos los seres vivos dependen de la existencia y las actividades de otros seres vivos. Los grupos de poblaciones de diferentes especies interactuando entre sí y con su entorno físico constituyen un ecosistema. Los ecosistemas en sí son muy diversos: por ejemplo, los bosques, los estanques, los desiertos, los arrecifes de coral e incluso la flora intestinal humana. Los científicos que estudian la biodiversidad no sólo están interesados en el número de especies diferentes en un ecosistema, sino también en cuántos individuos de cada especie están presentes. El estudio de la biodiversidad indica en qué formas los organismos interactúan entre sí y cómo las actividades humanas locales o el cambio climático global están afectando al sistema en cuestión.

La salud de una especie y su capacidad para sobrevivir frente a las condiciones ambientales cambiantes depende de la biodiversidad a nivel genético. Pequeños cambios en la composición genética de individuos específicos dentro de una población pueden permitirles tener éxito donde otros pueden fallar. En las especies que se reproducen sexualmente, la biodiversidad genética es esencial para mantener la salud de la especie para que el apareamiento pueda ocurrir entre individuos genéticamente disímiles. Está bien establecido que la endogamia resulta en la expresión de rasgos desfavorables, disminuyendo la aptitud de la especie. Por esta razón, mantener la biodiversidad genética de una especie es esencial antes de alcanzar un nivel de peligro crítico.