Esta rama de la biogeografía analiza la distribución de la biodiversidad con base en las interacciones que tiene cada especie con los componentes bióticos y abióticos de su medio, por ejemplo, cuando una especie de planta vive a cierta temperatura. La influencia que tienen estos factores se puede estudiar en diferentes escalas: global, regional y local. La biogeografía ecológica basa sus estudios en dos enfoques:
• El enfoque analítico o poblacional: tiene en cuenta cómo se comporta la población de una especie, por ejemplo, cómo varía el número de leones en una población. Esto lo hace considerando la historia de vida, la tasa de reproducción, el comportamiento, la forma de dispersión y otras características que afectan el comportamiento de la población con respecto al lugar donde vive.
• El enfoque ecológico: tiene en cuenta la capacidad biológica que tienen los organismos de una población para responder a los elementos bióticos y abióticos de su medio ambiente. Así, la distribución de una especie depende de la capacidad de sus individuos para tolerar o vivir en presencia de ciertos factores ambientales. Los individuos se ubican entre los límites que pueden tolerar. Entre los factores abióticos figuran factores físicos como la temperatura, la luz, el suelo, las características geológicas, el relieve, el fuego, el agua y las corrientes de aire; y factores químicos como la cantidad de oxígeno, la concentración de sal, la presencia de elementos tóxicos y la acidez del medio. Entre los factores bióticos existen especies competidoras, parásitas, enfermedades y depredadores que pueden también ser factores de presión.