การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ล้วนมีความเกี่ยวข้องกันและสัมพันธ์กันทั้งพืชและสัตว์ เรียกว่า ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) แต่ละสิ่งมีชีวิตจึงมีระดับในระบบนิเวศที่ต่างกัน

        
ในระบบนิเวศมีสิ่งชีวิตหลายระดับ ซึ่งอาศัยอยู่รวมกันในแหล่งที่อยู่อาศัยแห่งใดแห่งหนึ่ง องค์ประกอบของระบบนิเวศประกอบไปด้วย 2 ระดับ คือ สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ซึ่งสิ่งไม่มีชีวิตได้แก่ น้ำ แสงแดด อุณหภูมิ ก๊าซต่าง ๆ ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศ ส่วนสิ่งที่มีชีวิตจะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ คือ

1. ผู้ผลิต (Producer)

ผู้ผลิต คือ สิ่งมีชีวิตที่มีการสังเคราะห์อาหารขึ้นมาเองได้เพราะมีคลอโรฟิลล์ ได้แก่ พืชต่าง ๆ เช่น สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ต้นหญ้า ต้นถั่ว ต้นส้ม พืชเหล่านี้สามารถสร้างอาหารได้เองโดยอาศัยแสงอาทิตย์ ซึ่งจะผลิตน้ำตาลออกมากักเก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช สำหรับเขตป่าฝนจะมีระบบนิเวศที่ซับซ้อนมากเนื่องจากมีผู้ผลิตหลากหลายชนิด พื้นที่เขตป่าฝนทั่วโลกจึงมีการผลิตแก๊สออกซิเจนถึง 40 เปอร์เซ็นต์

2. ผู้บริโภค (Consumer)

ผู้บริโภค คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
     2.1 สิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (Herbivore) เราเรียกสิ่งมีชีวิตนี้ว่า ผู้บริโภคอันดับ 1 เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินผู้ผลิต สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มักจะเป็นเหยื่อเพราะถูกกินโดยผู้บริโภคอันดับอื่น ๆ เช่น หนู นก ม้า ช้าง กวาง ปลา แม้ว่าสัตว์กินพืชจะเป็นผู้บริโภคอันดับแรก แต่สัตว์เหล่านี้ก็ยังได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ โดยได้จากพืชที่สัตว์พวกนี้กินไป ซึ่งได้พลังงานเพียงแค่ 10 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมด ตามกฎ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นกฎการถ่ายทอดพลังงานในสิ่งมีชีวิต

     2.2 สิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์เป็นอาหาร (Carnivore) สัตว์เหล่านี้เป็นผู้ล่า เช่น สิงโต เสือ งู ไฮยีน่า หมาป่า ฉลาม เต่าทะเล

     2.3 สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหาร (Omnivore) เช่น มนุษย์

3. ผู้ย่อยสลาย (Decomposer)

เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีหน้าที่ย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ต่าง ๆ เช่น รา (Fungi) แบคทีเรีย (Bacteria)

ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) คืออะไร

ห่วงโซ่อาหารคือการถ่ายทอดพลังงานของสิ่งมีชีวิตเป็นทอด ๆ เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีการบริโภคต่อ ๆ กันจากผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค ในห่วงโซ่อาหารประกอบไปด้วยทั้งผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลาย

ผู้ผลิตนั้นถือเป็นจุดแรกของห่วงโซ่อาหาร ต่อมาผู้บริโภคที่กินพืชจะถือได้ว่าเป็นผู้บริโภคอันดับ 1 ส่วนผู้บริโภคที่กินสัตว์ จะถือเป็นผู้บริโภคอันดับ 2 และมีผู้บริโภคอันดับ 3 ต่อไปเรื่อย ๆ ดังนั้น ห่วงโซ่อาหารก็คือ ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่มีการกินต่อกันเป็นทอด ๆ และมีการถ่ายทอดพลังงานต่อเนื่องกันของสิ่งมีชีวิต

ในการเขียนห่วงโซ่อาหาร จะเริ่มจากการเขียนผู้ผลิตเป็นอันดับ 1 โดยเขียนทางด้านซ้าย ตามด้วยผู้บริโภคลำดับต่าง ๆ ไปเรื่อย ๆ และมีการเขียนลูกศรถ่ายทอดพลังงานจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังสิ่งมีชีวิตหนึ่ง เช่น พืชเป็นผู้ผลิต ต่อมาหนูกินพืช หนูจึงเป็นผู้บริโภคอันดับ 1 และงูกินหนู งูจึงเป็นผู้บริโภคอันดับ 2 สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงมีการถ่ายทอดพลังงานต่อกันไปเรื่อย ๆ เป็นทอด ๆ

หากในระบบนิเวศมีห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่ สิ่งมีชีวิตสามารถเลือกกินได้หลากหลาย ดังนั้น ห่วงโซ่อาหารจึงมีความสัมพันธ์กันระหว่างห่วงโซ่อาหาร เราเรียกว่า สายใยอาหาร (Food web) เป็นการรวมห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่เข้าด้วยกัน (Complex food chain) โดยห่วงโซ่อาหารจะมีลักษณะเชื่อมโยงกันเป็นใยแมงมุม และการถ่ายทอดระหว่างสิ่งมีชีวิตเป็นไปได้หลายทาง

ในระบบนิเวศ สิ่งมีชีวิตที่ควรมีมากที่สุดก็คือ ผู้ผลิต สายใยอาหารจึงจะมีความสมดุลกัน แต่ถึงอย่างไรก็ตาม หากสิ่งมีชีวิตใดสิ่งมีชีวิตหนึ่งมีมากเกินไปหรือน้อยเกินไป อาจทำให้สมดุลของห่วงโซ่อาหารเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งจะส่งผลต่อความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ