生物多样性（biological diversity 或 biodiversity）是指一定空间范围内多种多样活的有机体（动物、植物、微生物）有规律地结合在一起的总称。生物多样性也可表述为：地球上左右动物、植物和微生物的物种多样性和它们的遗传与变异多样性以及生态系统多样性。它是一个包揽了可提高人类生活和福利的自然生物财富的术语。这个广义的概念反映了基因、物种和生态系统的相互关系，因为基因是物种的组成部分，物种是生态系统的组成部分。物种是生物多样性概念的中心。它既是生物之间以及与其生存环境之间复杂的相互关系的体现，也是生物资源丰富多彩的标志。不同学科的学者对生物多样性的理解和兴趣不完全相同，但都把它看成是一种不可缺少的原始材料、资源和自然遗产。
一般从3个水平上来研究和分析生物多样性的基本特点：（1）遗传多样性；（2）物种多样性；（3）生态系统多样性。随着人们对生物多样性相互关系研究的不断深入，越来越注意到生态系统中生物多样性问题的重要，而生物多样性的保护正集中在这个关键环节上。
自林奈（Linne）开始将地球上的生命群分类后约230年的今天，我们仍然不知道地球上究竟存在多少物种，可能连1/10都尚未掌握。在地球上大约1 000万～3 000万的物种中，只有140万已经被命名或被简单地描述过。对多数研究较深的生物为类群来说，物种的丰富程度从极地到赤道呈增加趋势。密闭的热带森林几乎包含了世界物种的一半以上，尽管它只覆盖了地球陆地面积的7%。
生物资源提供了地球生命的基础，包括人类生存的基础。这些资源的基本的社会、伦理、文化和经济价值，从有记载的历史的最早时期起，就已经在宗教、艺术和文学的方面得到认识。我们所有的食物都来自野生物种的驯化。世界上许多在经济上最具有重要经济价值的物种分布在物种多样性并不特别丰富的地区。人类已经利用了大约5 000种植物作为粮食作物，其中不到20种提供了世界绝大部分的粮食。现存和早期灭绝的物种支持着工业的过程。我们大多数医药起先都来自野外。在中国，对5 000多种药用植物已经有记载。世界上很多药物都含有从植物、动物或微生物中提取的或者利用天然化合物合成的有效成分。植物和动物是主要的工业原料。从全球来看，物种丰富的生态系统无疑将为整个人类社会的未来提供更多的产品。以上几个实例可以说明滥用有限的自然资源是一种自我毁灭。
物种灭绝是一个自然进化的过程。在2.2亿年前的晚三叠纪和6 500万年前的晚白垩纪，地球均有过大规模的物种灭绝。全球生物多样性现在接近地球上所有时期的最高峰。
世界生物多样性与人类文化共同进化。人类对生物区系的各种影响可以在某一特定地区增加或减少遗传、物种和生境的多样性。人类对物种灭绝速度的影响可以追溯到至少15 000年前，但是最近400年来，地球上的物种灭绝速度在加快，如兽类在17世纪平均5年灭绝一种，到20世纪每2年就灭绝一种。从19世纪起，人为因素急剧增长。鸟类和哺乳动物的灭绝记录是最完整的，在1850～1950年间，鸟类和哺乳动物的灭绝速度平均每年一种。科学家预测，如不采取保护措施，地球上全部生物多样性的1/4在未来20～30年里有被消灭的严重危险，现在每年都有1万～2万个物种灭绝，物种灭绝的速度是形成速度的100万倍。中国在1962年所列受保护的生物为78种，而现在已经增加到150种。
由于食物链的作用，地球上每消失一种植物，往往有10～30种依附于这种植物的动物和微生物也随之消失。每一种物种的丧失减少了自然和人类适应变化条件的选择余地。生物多样性减少，也将恶化人类生存环境，限制人类生存与发展机会的选择，甚至严重威胁人类的生存与发展。保护和拯救生物多样性是实现可持续发展的迫切需要。