Evoluţia geologică a Pământului s-a declanşat în urmă cu cca. 4,6 miliarde de ani. Răcirea scoarţei pământului şi scăderea temperaturii sub 100 oC au permis condensarea vaporilor de apă din atmosferă şi formarea oceanului planetar. Volumul apelor oceanice era considerabil redus, iar compoziţia predominant acidă.
Lipsa atmosferei protectoare împotriva radiaţiilor U.V., cu efect letal, a făcut ca primele vieţuitoare să apară în mediul acvatic şi nu pe uscat.
Datorită integrării uscatului în circuitul hidrologic planetar s-a modificat compoziţia apelor oceanice şi a crescut volumul lor.
Absenţa învelişului vegetal a făcut ca procesul de scurgere a apei să fie superior celui de evaporare (apa nefiind reţinută pe uscat). Apa oceanică şi-a îmbogăţit compoziţia chimică.
Şocurile energetice la suprafaţa apei (descărcări electrice, U.V.) au dus la apariţia primelor forme de viaţă acum cca. 3,5 miliarde de ani. Metabolismul acestora se baza nu pe ardere (lipsa O2), ci pe fermentaţie, cu producere de CO2. Erau organisme heterotrofe. Acum 3,35 miliarde ani au apărut primele autotrofe, care consumau deşeurile celor heterotrofe (CO2), producând O2. Consumarea CO2-ului din apă, în fotosinteză, a modificat aciditatea apei, bicarbonaţii au trecut în carbonaţi greu solubili (de Ca, Mg). Creşterea treptată a biomasei a modificat condiţiile de mediu, în sensul menţinerii şi extinderii vieţii. Au apărut sisteme dotate cu autoreglare, comandă şi control.
Ecologia, ca ştiinţă, are ca obiect de studiu ecosfera, adică sistemul global ce include viaţa şi mediul ambiant (Barry Commoner). Bogdan Stugren spunea în Bazele ecologiei generale: “Ecologia este ştiinţa relaţiilor reciproce, a interacţiunilor vieţii şi mediului pe niveluri supraorganismice”.
Biologul Ludwig von Bertalanffy (1969), în Teoria generală a sistemelor, concepea universul ca pe o totalitate de sisteme, fiecare sistem fiind mai mult decât suma factorilor care îl alcătuiesc sau a proprietăţilor acestora.
Ecosfera este rezultatul unei evoluţii îndelungate în timp, un sistem atotcuprinzător, alcătuit din sisteme subordonate (atmosfera, hidrosfera, litosfera, biosfera), cu structuri specifice şi funcţii bine determinate, în cadrul echilibrului global. Există o reţea complexă de relaţii ce funcţionează pe verticală şi orizontală, conservarea ecosferei fiind posibilă numai cu condiţia conservării fiecăreia din componentele sale, după cum şi reciproca este valabilă.
În 1875, geologul Suess distingea în cadrul teoriei sale referitoare la geosferele concentrice, patru învelişuri ale pământului: litosfera, hidrosfera, atmosfera şi biosfera. Biosfera era învelişul cel mai complex, în multiple relaţii de interdependenţă cu celelalte învelişuri (ajunge până la: 7000 m în grosimea litosferei, în pungile petroliere, 25 km în atmosferă, 11000 m adâncime în ocean).
Biologul Vernadski va extinde conţinutul biosferei la “domeniul de existenţă al substanţelor vii”, deci factorii biotici şi cei abiotici, aflaţi în corelaţii funcţionale. În ce priveşte organismele, “fiecare specie este adaptată propriei sale nişe de mediu şi fiecare specie, prin procesele sale de viaţă, afectează proprietăţile fizice şi chimice ale ambianţei imediate. Barry Commoner – Cercul care se închide).
Prin biotop se înţelegea totalitatea factorilor abiotici, în dinamica lor: factori geografici, mecanici, fizici şi chimici.
Möbius (1877) desemna prin biocenoză, comunităţile de organisme ce ocupă un anumit teritoriu şi care sunt adaptate la condiţiile mediului respectiv. Toate comunităţile de acelaşi tip, a căror existenţă este condiţionată de anumiţi factori de mediu, constituie un biom (marin, pădure ecuatorială, câmpii, păduri, deşert)
Ecosfera este constituită din totalitatea ecosistemelor (secţiuni spaţio-temporale ale ecosferei, ce conţin biotopul şi biocenoza asociată acestuia) şi a interacţiunilor structurale şi funcţionale existente între biosferă, litosferă, hidrosferă şi atmosferă. Menţinerea şi funcţionalitatea ecosferei sunt asigurate de circuitul permanent al substanţei şi energiei între diferitele sale paliere.