生态系统主要由非生物环境、生产者、消费者和分解者组成。
1.非生物环境
包括气候因子，如光、温度、湿度、风、雨雪等；无机物质，如C、H、O、N、CO2及各种无机盐等；有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。
2.生产者
主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物，能够通过光合作用把太阳能转化为化学能，把无机物转化为有机物不仅供给自身的发育生长，也为其他生物提供物质和能量，在生态系统中居于最重要地位。在淡水生态系统中生产者主要是浮游植物——藻类，以及一些生长在浅水中的有根植物或漂浮植物（淡水生态系统中的植物分为浮水植物、挺水植物、潜水植物）。森林和草地生态系统中的生产者是绿色植物如草本植物、灌木和乔木。在深海和其他类似生态系统中，生产者是可以利用还原态无机物如硫化氢的化能合成细菌（硫细菌）。生产者在生态系统中从营养动态论的观点来看，是指无机营养生物（自养生物）或生物群而言的，是T.Thienemann（1918）首先使用这个词，也称为初级生产者（primaryproducer），是构成营养级的基础。在普通的生态系统中，具有光合成能力的绿色植物（包括微生物）是占绝大多数。由于它担负着大部分的有机物生产，所以大多只把绿色植物称为生产者。然而在特殊的生态系统中，有许多是进行化学合成的生物，在湖泊中具有这种功能的生物是很多的。另外，以能量为重点来看，对进行化学合成的生物不看做是生产者，而是属于转换者。在封闭的稳定生态系统中，生产者的生产速度（生产量）要比消费者或分解者要大。把producer（生产者）一词首先用于与生物生产相联系的是C.G.J.petersen&P.BoysenJenesen（1911）。当时的用法与上述不同，而是把植物或食草动物看作是初级消费者。但这种用法以后几乎已不再使用。
3.消费者（consumers）
异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。
4.分解者（decomposers）
异养生物主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。分解者（decomposer）是异养生物，其作用是把动植物残体内固定的复杂有机物分解为生产者能重新利用的简单化合物，并释放出能量，其作用与生产者相反。分解者的作用在生态系统中的地位是及其重要的，如果没有分解者，动植物残体将会堆积成灾，物质将被锁在有机质中不再参与循环，生态系统的物质循环功能将终止，生态系统将会崩溃。分解者的作用不是一类生物所能完成的，不同的阶段需要不同的生物来完成。分解者一般分为两类：一类是细菌和真菌（微生物）；另一类是其他腐食性动物（如蜣螂、秃鹫、蚯蚓等）。
草食动物和食肉动物也属于消费者，这些消费者不能直接利用太阳能来生产食物，只能通过直接或间接地以绿色植物为食获得能量。根据不同的取食地位，又可以分为直接依赖植物的枝、叶、果实、种子和凋落物为生的一级消费者，如蝗虫、野兔、鹿、牛、马、羊等食草动物；以草食动物为食的肉食动物为二级消费者，如黄鼠狼、狐狸、青蛙等。肉食动物之间存在着弱肉强食的关系，其中的强者成为三级和四级消费者。这些高级的消费者是生物群落中最凶猛的肉食动物，如狮、虎、鹰和水域中的鲨鱼等。有些动物既食植物又食动物，称为杂食动物，如某些鸟类和鱼类等。消费者在生态系统的物质和能量转化过程中处于中间环节。
生态系统的结构可以从两个方面理解。其一是形态结构，如生物种类、种群数量、种群的空间格局、种群的时间变化，以及群落的垂直和水平结构等。形态结构与植物群落的结构特征相一致，外加土壤、大气中非生物成分以及消费者、分解者的形态结构。其二为营养结构，营养结构是以营养为纽带，把生物和非生物紧密结合起来的功能单位，构成以生产者、消费者和分解者为中心的三大功能类群，它们与环境之间发生密切的物质循环和能量流动。