环境生物学的一个分支。研究有毒物质进入环境对组成生态系统的生物种群和生物群落所产生的生态效应。内容包括：1.毒物在迁移、转化、归宿过程中发生的特性变化；2.环境对机体的毒物反应的影响；3.毒物对环境的影响。研究方法是实验室试验与野外研究互相结合，互相补充。
生态毒理学
自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动植物、微生物之间处于相互依赖又相互制约的状态，这种状态称为生态。一般来说，各地区的局部环境条件，以及生活于其中的各种生物都自成一个生态系统。在此系统中，环境和各种生物之间相互协调，构成一个整体，并在地球表面上参与形成一个动态平衡的统一体——生物圈。如果环境发生变化，或在环境中引进某种生物难以适应的物质，即产生环境污染，生态系统的平衡就将受到扰乱。生态毒理学是研究物理因素、天然存在的物质和人工污染物，在一个综合环境中对生态系统各组成部分的有害作用及其相互影响的规律的一门学科。主要研究污染的来源，污染物如何进入自然环境，对生物环境的污染、分布及其转归，以及化学污染物对生态系统各组成部分的有害作用等。生态毒理学和环境毒理学有一定联系，它包括环境毒理学，但也有区别，后者是研究环境污染物对人的有害作用； 而生态毒理学则除上述研究内容外，还包括研究环境污染物对天敌、野生动物等各种生物体以及彼此间的平衡的影响等，因此涉及面更广，涉及的学科更多。
广义地说，当自然环境受到外界影响而改变原有状态时，就可认为受到污染。最常见的污染是由于人类在生活和生产活动中，将大量有害物质排入环境，超出了环境自净能力，破坏了生态平衡。污染物来源极广，包括：工业和家庭的燃料燃烧(产生一氧化碳、二氧化碳等); 工业废气、废水和废渣；运输工具排出的废气(二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等)；大量使用的工业品(石棉、多氯联苯等)；农用化学物(农药、化肥)；家用化学物(杀虫剂、化妆品、塑料包装材料)等。此外，还有一些天然存在的污染物，如真菌毒素（黄曲霉毒素）、地表及浅层有毒矿物等。
这些污染物主要以气体、蒸气和颗粒物的形式释放到空气中，并可沉积在土壤表面，从而污染植物。一些蒸气压低的化学物（如有机氯农药）在大气中随风飞扬到远处或随土壤和植物中水分的蒸发从土壤表面进入大气，凝聚在空气胶态粒子上成为气溶胶而带到远方。工业废水直接进入地面水或土壤，土壤表面沉积物溶解或悬浮于水中时，都可造成水体污染，并扩大到其他地区。
污染物在自然环境中的分布受很多因素影响，如气候条件，土壤和水中的霉菌或微生物对化学物的降解或转化能力，以及化学物的联合作用等。
污染物可通过吸收进入生物体内，然后发生富集、代谢改变，并和生物体组成成分之间发生相互作用。
大多数化学物可透入生物体中，如元素硒、氟或某些农药可通过植物的根、叶而进入液汁中。硒和氟参与动物机体代谢，但过量进入就有害。很多重金属和卤代芳香烃可在水生动植物体内富集，通过食物链影响人。污染物还可在生物体内，在酶作用下发生生物降解或代谢转化而解毒，如砷在海洋甲壳动物体内可达25～30mg/kg，但因与蛋白质结合而失去毒性。也有代谢后毒性更高的，如无机汞在水体底质中被微生物转化为甲基汞，后者不但毒性大，且可通过食物链的富集而严重地污染鱼类，危害食鱼者的健康。还有一些物质在生物体内不发生代谢转化，只单纯通过食物链富集和蓄积，如DDT在生物体内浓度可比水中高数万甚至数百万倍。
污染物对生物体可产生直接或间接毒作用。污染物在生物体内蓄积产生直接毒作用，当达到一定浓度时就会使生物体功能紊乱。不同的污染物在体内贮存的原因各异，例如DDT是由于脂溶性大，借物理亲和力而贮存；氟则通过其化学亲和力与细胞某一组分结合； 一些重金属还可因损害排泄器官以致不能排出而贮存。但有些物质小量给予后，本身虽己排出，而毒效应仍遗留，这种效应的累积亦可产生不可逆反应 （如奶油黄可致肝肿瘤）。有的毒物还可产生迟发毒作用，如有机磷酸酯类。
间接毒作用，主要使自然界生态平衡发生紊乱，包括：由于污染造成食物的来源减少，如对农业有利的生物(蜂、蚯蚓)受到毒性损害；某些污染物或其转化产物对食物链某些组成有毒作用等。
污染物对生物体的影响与很多因素如生物体的种属、年龄、生理状态等有关，遵循一般毒理学的规律。
综上所述，生态毒理学的研究内容十分广泛，不仅要摸清进入自然环境的污染物的种类、性质、产生的速度和量及其变化规律，而且要阐明污染物对各种生物体的生物学作用，特别是有害作用，制定出生态毒物标准。此外，还要着重研究物质在自然环境和生物圈中的转归 （持久性和蓄积性）、选择毒性、毒作用性质和严重程度，污染物的遗传毒性和远期毒性，确定污染物的剂量-反应关系等。目的是为消除污染物对生态系统的有害作用，为保护环境和人类健康提供依据。