地球表面进行着生命活动的、连续的有机圈层。广义的生物圈又称为生态圈，由大气圈下层、水圈、土壤岩石圈及活动于三圈界面的生物组成。这一特定空间的自然环境具有以下特点：①有大量液态水存在；②有一个持续稳定的外来能源——太阳：③有固态、液态、气态交接的物质界面，围绕着该界面集中了地球上的生物，形成一个环绕地球的，由生命有机体组成的连续薄层。

生物圈是地球物质经过长期演化的产物。处在太阳系特定位置的地球，在它演化的早期形成地壳，并分化出大气圈和水圈。这些圈层在地壳表面互相渗透、互相作用，为原始生命的产生提供无机原料和适宜环境。34亿年前，地球上开始出现嫌气的单细胞生物——细菌，直至25亿年前蓝藻出现，蓝藻借助光合作用合成有机物质释放氧气，使原来单一的无机环境分离为有机、无机两大部分，并产生两者之间的物质能量交换，这是地表无机环境的第一次质变。但这时候的生物只能在海洋里生存，其分布尚未形成一个圈层，随着生物化学过程的放氧反应，大气中游离氧不断增多，生物逐渐适应这种新环境，在体内形成有氧呼吸机能。好气生物的产生和发展，光合自养生物数量的不断增殖，加速了氧气向大气的逸入。当游离氧的浓度为大气组成的10%时，在距地表10～50km的大气圈中逐渐形成臭氧层，为水生生物向陆地发展创造了必要的条件。到4亿年前的泥盆纪，陆地上植物、动物相继产生，实现了生物从海洋到陆地的过渡。至此，植物、动物、微生物共同组成的生物界，遍布地球表面，形成一个连续的圈层。

生物圈的形状不规则，厚度不均匀，在不同的空间内，生物种类、数量和活动能力也有很大差别，绝大多数生物都集中生活在地表以上，水面以下各100m的范围内。这一空间阳光比较集中，绿色植物能够生长，直接或间接依靠植物生活的动物、微生物群聚度高，活动能力强，是地球表面生命活动最旺盛的区域，称为活跃生物圈，是农业生物生命活动所能适应的最大范围。由于农业生物对环境条件的要求较严格，故其分布更贴近固、气、液三相交接的界面，而且在水平方向上呈现出明显的不连续状态。活跃生物圈向上扩展至喜马拉雅山巅，向下延伸达太平洋最深海槽，由于受液态水和二氧化碳低压的限制以及生物排泄物、残屑受重力作用而下沉的缘故，生物种类、数量减少，活动能力逐渐削弱，这一空间范围称为泛生物圈。泛生物圈之外的高空，仅有少量休眠孢子存在，构成副生物圈。

生物圈内已有记载的生物约250万种。其中植物约34万种、动物约200万种、微生物约3.7万种，这些生物类群通过食物链紧密联系并与其相适应的环境组成多种多样的生态系统。

生物圈的全部生命由能量转化、物质循环维持。生物从环境中不断摄取能量和物质，依靠植物进行光合作用，把太阳光能转化为化学能，把无机物合成有机物，为人类和其他异养生物提供必要的食物和生活环境；又把异化过程中产生的废物排放到环境中，经过微生物分解还原，完成局部的生物循环。这一循环过程又与大气、地质、水循环过程紧紧交织在一起，在大气、水和土壤岩石圈之间通过气流、辐射、蒸发和降水等作用，进行能量交换与物质循环，使生物圈在不同层次之间具有一定限度的相互补偿调节机能，以保持生物圈的动态平衡（见图）。

大气、水、土壤岩石层物质循环

生物圈是人类赖以生存的空间，它提供人类生活所必需的自然条件和经济建设的自然资源。据里思和怀梯克（H.L.ieth&R.H.Whittaker）估算，全球净第一性生产总量为172×10⁹吨/年，而人类的总食物收获量约占世界净第一性生产量的0.72%（FAO，1971年数据）。如果人口相对稳定在一定水平上，生物圈是能够长期提供人类丰富食物的。但是，人口和工业的增长，以递增的压力影响着生物圈，特别是收获量和化学物质的影响。超负荷的生产导致资源衰竭，破坏了生物圈的生产力；工业“三废”的排放造成严重污染和不可更新资源的大量消耗。人类的能源生产、集约农业和强化的技术力量正在改变着地球的反射率，改变着土壤、水体、空气的成分和性质等。人类从自然界的惩罚中已认识到人与自然是不可分割的整体，人类必须主动适应自然，控制人口、稳定工业、防治污染，协调人与自然的关系，在合理利用自然中保护自然，这是人类生存和社会经济发展的必然趋势。