生物圈中最普遍的特征之一是生物体的多样性。生物多样性是指某一区域内遗传基因的品系、物种和生态系统多样性的总和。它包括了种内基因变化的多样性、生物物种的多样性和生态系统的多样性三个层次。
遗传多样性是指某个种内个体的变异性，由特定种、变种或种内遗传的变异来计量。遗传多样性是生物多样性的基础；物种多样性是指地球上生命有机体的多样性。一般说来，某一物种的活体数量越大，异体的机会也越大。但某些物种活体数量的过分增加，也可能导致其他物种活体数量的减少，甚至减少物种的多样性。生态系统多样性是指物种存在的生态复合体系的多样化和健康状态，即指生物圈内的生境、生物群落和生态过程的多样化。生态系统是所有物种存在的基础。由于地球上生物的演化过程会产生新的物种，而新的生态环境又可能造成其他一些物种的消失，所以生物多样性是不断变化的。人类社会从远古发展至今，无论是农耕还是现代生产的集约化经营，均建立在生物多样性的基础之上。