依据生态学原理，运用数学方法描述生物个体、种群、群落和生态系统数量变化过程的模型。生态学是研究生物与其周围环境之间相互关系的科学。1838年，威尔赫斯特（P.F.Verhalst）首先用逻辑斯谛模型描述生物种群数量变化规律。早期的生态学模型，一般仅限于探索理论问题。20世纪60年代以后，由于运用示踪原子追踪生态系统中营养物质的转移范围、途径和速率，利用电子仪器和遥感技术在不破坏生物机体的情况下进行取样和测量，以及运用电子计算机进行仿真实验，所以加速了将系统方法引入生态学研究工作以及建立和运用生态学模型研究现实生态系统的进程。

常用的生态学模型有描述生物种群数量变动关系的模型，考虑到生物种群年龄结构的列维斯—列斯里矩阵模型以及分析生态系统中物质变换和能量转化的分室模型等。

最简单的单一生物种群模型是假定生物种群增长不受资源限制的指数增长模型。该模型以下列几个假设为前提：①可以用某个单一的变量精确地反映某一个生物种群的密度，即每单位面积内的个体数；②可以精确地以确定性方程描述密度的变化；③种内以及种间相互作用的影响是瞬时的。在以上假设条件下，生物种群增长的数学表达式为：

生态学模型

式中 x（t）为在t时刻内该生物种群的密度；t为时间；r为常数。在生物种群增长不受资源限制的情况下，式（1）能大体反映生物种群数量变化的规律。但是这种状态不能长久持续下去，因为任何一种生物种群赖以生存的资源数量总是有限的。在资源有限条件下，生物种群增长的微分方程为逻辑斯谛方程，即：

生态学模型

式中 r＝a为内禀增长率，为内纳量，指生物种群在资源限制下所达到的平衡密度。