Warunki środowiska to zespół czynników klimatycznych i geologicznych, na które reagują organizmy. W odróżnieniu od zasobów środowiska (np. pożywienia) są niewyczerpywalne – to znaczy, że nie są konsumowane ani zużywane. Zmieniają się jednak w czasie: krótkim, jak wilgotność po deszczu, lub długim, jak wypiętrzanie się masywów górskich.

Organizmy są przystosowane do zmienności środowiska w zakresie wyznaczonym przez granice ich tolerancji, co decyduje o zasięgu danego gatunku. Zasięg gatunku to obszar, na których panują na tyle sprzyjające warunki, że gatunek ten może na nim żyć. Zasięg można określać w stosunku do gatunku, ale też wyższych jednostek taksonomicznychtaksonomiataksonomicznych: rodzaju, rodziny, rzędu. Może być on ciągły – wtedy organizm występuje stale na dużym areale – lub rozerwany (dysjunktywny) – gdy populacje żyją osobno w podobnych warunkach klimatyczno‑glebowych.

W ciągu 4,5 mld lat zmieniało się zarówno położenie, jak i ukształtowanie poszczególnych kontynentów. Proces ten wyjaśnia teoria dryfu kontynentalnego Alfreda Wegenera. Zgodnie z nią płyty kontynentalne o dużej gęstości (litosferalitosferalitosfera) przesuwają się po ośrodku o mniejszej gęstości (astenosferaastenosferaastenosfera). Mogą się od siebie odsuwać (sprawiając, że z wnętrza Ziemi wydostaje się na powierzchnię magmamagmamagma), nachodzić na siebie (wypiętrzając łańcuchy górskie) oraz się względem siebie przesuwać (wywołując aktywność wulkaniczną). Zjawisko to tłumaczy, dlaczego blisko spokrewnione gatunki mogą żyć na różnych kontynentach. Przykładowo płazy z rodziny Leiopelmatidae występują po dwóch stronach Pacyfiku (i nigdzie indziej): rodzaj Ascaphus na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej, a rodzaj Leiopelma w Nowej Zelandii.

Na różnorodność gatunkową wpływają także inne czynniki geograficzne: odległość od równika (liczba gatunków zmniejsza się w kierunku biegunów) oraz wysokość nad poziomem morza (im wyżej, tym mniejsze bogactwo biocenoz). Wszystkie te warunki środowiskowe mogą wzajemnie na siebie oddziaływać. Inne piętra roślinne występują w Tatrach, a inne w Andach czy Himalajach, choć ich kolejność, zależna od klimatu i stromizny górskich stoków, będzie podobna. Jeśli góra otoczona jest równiną (np. stożek wulkaniczny Kilimandżaro), w zależności od wysokości nad poziomem morza bogactwo gatunków ssaków będzie na jej stokach większe niż na nizinie, gdzie przeważy różnorodność gatunków roślin. Duże zróżnicowanie gatunków na stokach cechujących się odmiennymi warunkami, takimi jak nachylenie, zasobność w wodę i ekspozycjaekspozycjaekspozycja na słońce, wskazuje na związek rozmieszczenia organizmów z warunkami środowiskowymi. Rozmieszczenie gatunków zależne od wysokości nad poziomem morza w pewnym stopniu odzwierciedla skład gatunkowy biomów zależny od szerokości geograficznej.

Na bogactwo gatunków na kontynentach wpływają również długość geograficzna oraz takie czynniki klimatyczne jak ilość opadów, temperatura czy odległość od morza – wybrzeża charakteryzują się większą bioróżnorodnością niż obszary w głębi lądu. Także aktywność sejsmicznasejsmiczna aktywnośćaktywność sejsmiczna, przez zwiększenie zmienności ukształtowania terenu, może się przyczynić do zwiększenia różnorodności gatunków.

Porównanie wysokości pięter roślinnych w różnych pasmach górskich (nomenklatura gór europejskich), wysokości podane w metrach nad poziomem morza

Piętro pogórza to miejsce w górach, gdzie dominuje wielogatunkowy las liściasty; w tropikach i Andach będzie to wilgotny las równikowy. Regiel dolny i górny stanowią przejście od lasów mieszanych do iglastych. Na piętrze kosodrzewiny występują krzewy i zioła; w Alpach i Himalajach rosną tu różaneczniki, a w Andach – formacja krzewiasto‑trawiasta zwana „paramo”. Nad nimi znajduje się piętro hal (w Andach zwane „puna”), złożone z krzewinek i traw; może mieć charakter pustyni górskiej (suchej i chłodnej). Wyżej sięgają skaliste turnie, w szczytowych partiach pokryte śniegiem – rosną tu rośliny naskalne, mchy i porosty.

Aby wyjaśnić zjawisko związku czynników geograficznych z różnorodnością biologiczną, zaproponowano kilka hipotez, wzajemnie się uzupełniających. Omówiono je poniżej.

Słownik