La ecología es la rama que estudia las relaciones que hay entre los seres vivos con su entorno. La ecología matemática se dedica a la aplicación de los teoremas y métodos matemáticos a los problemas de la relación de los seres vivos con su medio y es, por tanto, una rama de la biología. Esta disciplina provee de la base formal para la enunciación de gran parte de la ecología teórica.

El mayor desarrollo de esta rama de la ecología se ha producido en relación con la Ecología de poblaciones. Los modelos clásicos en ecología son depredador-presa y competencia interespecífica (Lotka-Volterra) y el crecimiento logístico de las poblaciones de seres vivos en un medio con recursos limitados (Verhulst). El modelo exponencial de la curva logística, usado en demografía, es muy popular. Estos modelos corresponden a las llamadas Dinámicas poblacionales.

Posteriormente, el uso de las matemáticas se extendió a muchas de las restantes ramas de la ecología, como la Ecología de Comunidades (con la formalización del concepto de Nicho ecológico, y la enunciación del concepto de Similitud limitante por Robert MacArthur y otros), Biogeografía (Biogeografía de Islas, por MacArthur y E. O. Wilson), el uso de la teoría de juegos en la ecología del comportamiento, etc.

Muchas áreas de la ecología, como son o la limnología, no están suficientemente formalizadas o aún no ha sido posible formalizarlas, como para entrar dentro de la disciplina de la ecología matemática y se consideran un cuerpo de conocimientos discursivos contrastados empíricamente mediante el uso de la estadística.^[1]​