Будучи за походженням біологічною наукою, екологія нині перетворилася на комплексну міждисциплінарну науку, що включає разом з біологічними також соціально-економічні, географічні, духовно-етичні, культурно-естетичні знання і покликана відіграти важливу роль у формуванні нового, екологічно орієнтованого світогляду сучасної людини. У зв'язку з цим сучасні екологічні знання нерозривно пов'язані з іншими сферами наукового знання.
В основі життя лежить обмін речовин між організмами і середовищем, що відбувається у вигляді як хімічних процесів в окремих організмах, так і складніших процесів, що протікають на рівні екологічних систем і біосфери в цілому, які розглядаються зазвичай як процеси кругообігу речовини й іменуються біогеохімічними циклами. Фундаментальні закони фізики – закони термодинаміки, збереження речовини і енергії та ін. – використовуються при формулюванні основних закономірностей біологічних і фізичних процесів перенесення і перетворення органічної речовини в харчових ланцюгах, процесів взаємодії організмів з неживими компонентами навколишнього середовища.
Як результат активного використання людиною природних ресурсів виник специфічний вид кругообігу речовини – антропогенний кругообіг, названий ресурсним циклом, який є складовою природних біогеохімічних циклів. Тому в хімічній науці сформувався новий екологічний науковий напрям – хімія навколишнього середовища (хімія води, хімія атмосфери, хімія ґрунтів), що ґрунтується на законах загальної, органічної і неорганічної, фізичної і колоїдної хімії та інших розділів хімічної науки.
Загальновідомо, що в результаті інтенсивної діяльності людини на Землі значно погіршилась якість навколишнього середовища, що означає невідповідність умов середовища існування фізіологічним потребам організму. Організм реагує на це різними захворюваннями, виявлення і лікування яких – це вже завдання медицини.
Медична наука і її галузі – санітарія і гігієна – досліджують наслідки хімічного, біологічного і фізичного (особливо радіаційного) забруднення навколишнього середовища в результаті виробничої діяльності людей. Одне з основних завдань цих досліджень – визначення норм радіаційної безпеки людей в умовах радіаційних випромінювань, що є предметом радіології. Важлива група завдань пов'язана з визначенням величин граничнодопустимих концентрацій різних речовин, за яких наявність цих речовин у воді, ґрунті, повітрі або продуктах харчування може розглядатись як відносно нешкідлива для людини та інших організмів. Цим займаються токсикологія і її розділ – екотоксикологія, орієнтована на розробку нормативів екологічної безпеки природного середовища в умовах хімічного забруднення. Розробка заходів боротьби з розповсюдженням інфекційних захворювань є предметом епідеміології.
Вивчення будь-яких взаємодій між організмами і середовищем може ґрунтуватися тільки на аналізі кількісних показників стану організмів і середовища. Тому такі дослідження можливі лише із застосуванням математичних методів, зокрема, кореляційного, кластерного та інших видів аналізу. Кінцевою метою отримання кількісних оцінок є виявлення тенденцій у змінах процесів (біологічних, біохімічних та ін.), що вивчаються, які надалі можуть бути основою для прогнозування станів, змін різних процесів і їх можливих наслідків. Результати таких досліджень за допомогою математичних методів можуть бути представлені у формалізованому вигляді (наприклад, апроксимації емпіричних графічних залежностей, рівняння регресії та ін.), що може стати основою для прогнозування процесів, які вивчаються.
Нині великого поширення в екологічних дослідженнях набули методи математичного моделювання – аналітичні, імітаційні, емпірико-статистичні та ін. Вони, особливо імітаційне моделювання, знаходять широке застосування в екологічному прогнозуванні з використанням комп'ютерної техніки та інформаційних технологій. Щоб в умовах сучасного індустріального суспільства забезпечити людині прийнятну якість навколишнього середовища, дотримати нормативів забруднення в місцях мешкання і трудової діяльності, необхідно створити системи моніторингу і контролю якості середовища, комплекси очисних і природоохоронних споруд та екозахисної техніки тощо. Але такі системи і комплекси та інші заходи щодо захисту навколишнього середовища і реабілітації порушеного природного середовища вимагають значних матеріальних, людських і фінансових витрат, практично порівнянних з витратами на основне виробництво. Вибір оптимальних і екологічно прийнятних варіантів і стратегій природоохоронної діяльності на державному, регіональному або місцевому рівнях можливий тільки на основі застосування економічних методів.
Як показує міжнародний досвід, якість навколишнього середовища в будь-якій державі відповідає його економічному стану. Останнім часом стало очевидно, що якість навколишнього середовища неможливо підтримувати на прийнятному для безпеки життєдіяльності людини рівні, якщо кардинально не змінити стратегії природокористування. Зробити використання природних ресурсів економним і таким, що не забруднює середовище, покликана нова галузь економічної науки – економіка природокористування.
Конституція України проголошує право громадян на сприятливе навколишнє середовище. Проте в процесі природокористування між громадянами, між галузевими відомствами різного рівня виникають суперечності, які зрештою призводять до порушення прав громадян на чисте середовище існування і до нераціонального, часто хижацького, використання природних ресурсів. Діяльність одних галузей народного господарства може завдавати шкоду іншим галузям і суспільству в цілому. Для регулювання цих відносин необхідно мати розвинене правове забезпечення природокористування, що ґрунтується на підпорядкуванні промислової, господарської, індивідуальної і суспільної діяльності правовим нормам – законам, указам, ухвалам, інструкціям, які становлять галузь екологічного права.
Філософи всіх часів, починаючи з античності, намагалися осмислити взаємовідносини природи і людини. Організм людини не дає їй можливості на біологічному рівні конкурувати з іншими видами. Зате розум дає змогу організувати систему самозахисту, захистити себе і близьких від небезпек зовнішнього середовища. Історичний досвід взаємовідносин людини і природи відображається в культурі (від лат. cultura – обробка, виховання, освіта, розвиток), під якою розуміється специфічний спосіб організації і розвитку людської життєдіяльності, представлений у продуктах матеріальної і духовної праці, в системі соціальних норм і установок, у духовних цінностях, у ставленні людей до природи, інших людей і самих себе. У понятті культури фіксуються як загальна відмінність людської діяльності від біологічних форм життя, так і якісна своєрідність форм людської діяльності на різних етапах суспільного розвитку, в рамках певних суспільно-економічних формацій, етнічних і національних спільнот (наприклад, російська культура), а також особливості поведінки і діяльності людей у конкретних сферах суспільного життя (наприклад, культура природокористування або екологічна культура).
Глобальна екологічна криза стимулювала останніми роками роботу філософської думки у напрямі пошуку шляхів гармонізації відносин суспільства і природи. Актуальним філософським ученням у наші дні стає екологічна етика, пов'язана з екологічно коректним поводженням людини з природою, етичним усвідомленням того, що всі живі організми мають рівне з людиною право жити на планеті, що аморально позбавляти життя іншу істоту, принаймні якщо це не викликано життєвою необхідністю. Ці принципи ще багато століть тому були закладені в релігії певних народів (наприклад, індіанські племена або деякі північні народності), що дало змогу багатьом із них зберегти в майже незайманому стані навколишнє природне середовище. В основі етики природокористування, що формується в сучасному світі, має лежати принцип пошани до природи.
Викладене показує, що сучасна екологія перетворилася на комплексну наукову дисципліну, яка має закономірні зв'язки з багатьма науковими галузями. Необхідність вирішення глобальних проблем людства, кожна з яких пронизується екологічною складовою, вимагає розробки комплексних процедур і механізмів збереження та розвитку людської цивілізації шляхом оптимізації взаємодії суспільства і природи. Розв'язати ці проблеми неможливо без застосування міждисциплінарних підходів до використання знань з різних наукових галузей. У зв'язку з цим останнім часом формується особлива наукова галузь – глобалістика, що займається вивченням глобальних проблем, у тому числі проблеми подолання глобальної екологічної кризи.
