1. 野外调查、观测。在野外可以发现所有的生态学现象和生态过程。包括野外考察和定位观测两种。当代的遥感手段实际上是一种新的观察手段。极大地拓展了人类的感知范围。
2. 实验方法。来源于生态学的生理学传统。实验方法根据其对实验检验因子的控制程度，可分为就地实验和控制实验两类。
3. 数学模型。从50年代起，系统概念和计算数学的方法渗入生态学研究领域。此后，越来越多的学者采用数学模型来描述生态现象，预测未来趋势。计算结果与实测数据相互印证，这有助于检验理论的有效性。人们还可以用电子计算机进行模拟试验。计算机模拟在性质和规模上都摆脱了原地实验的局限性，很容易利用改变有关参数的方法来分析系统中的因果关系，计算结果可以再拿到现场检验。这不仅大大加快了研究进度，而且开拓了更为广阔的研究领域。