Ekoloģija (grieķu: οἶκος — ‘māja’; λογία — ‘jēdziens’) ir zinātne, bioloģijas apakšnozare par organismu un vides mijiedarbību, kā arī par attiecībām starp organismiem. Terminu „ekoloģija” pirmo reizi 1866. gadā lietoja vācu zoologs Ernsts Hekels (Ernst Haeckel) savā darbā „Organismu vispārējā morfoloģija” (Generelle Morphologie der Organismen). Speciālistus, kas strādā šajā sfērā, sauc par ekologiem. Daži ekologi ir specializējušies konkrētu sugu vai pat indivīdu izpētē.
Mūsdienu izpratnē jēdzienam ekoloģijai ir daudz plašāka nozīme, nekā tas bija agrāk. Mūsdienās daudzi ar ekoloģiju saistītos jautājumus saprot kļūdaini, galvenokārt ar šo vārdu apzīmējot dabas aizsardzību. Šāda jēdziena būtības nobīde ir notikusi tāpēc, ka arvien vairāk ir jūtamas cilvēka darbības negatīvās ietekmes sekas uz apkārtējo vidi.