Ketahanan ekologis adalah kemampuan ekosistem untuk mempertahankan pola normal siklus hara dan produksi biomassa setelah mengalami kerusakan yang disebabkan oleh gangguan. Istilah ketahanan kemudian mengacu pada kemampuan ekosistem untuk merespon beberapa jenis gangguan, dan pada gilirannya, ukuran seberapa cepat pulih. Ada dua cara utama untuk mengukur ketahanan: dengan melihat waktu yang dibutuhkan ekosistem untuk kembali ke keadaan stabil, atau dengan melihat seberapa baik sistem dapat menyerap perubahan dan mempertahankan fungsi dan struktur yang sama. Metode terakhir mengakui bahwa suatu sistem mungkin stabil, tetapi belum sehat.
Ketahanan ekologis juga menjadi pusat pengelolaan ekosistem dan praktik konservasi, terutama karena yang terakhir telah mengalihkan perhatiannya pada pentingnya jasa ekosistem. Layanan ini termasuk pasokan makanan, bahan bakar dan produk alami; mediasi iklim; penghapusan bahan beracun dari reservoir lingkungan; dan kenikmatan estetis yang diperoleh manusia dari alam. Sementara banyak spesies tetap penting dalam kerangka jasa ekosistem, banyak fokus konservasi telah bergeser dari spesies individu ke pemeliharaan ekosistem secara keseluruhan, terutama kemampuan mereka untuk melestarikan struktur dan tingkat produktivitasnya.
Sementara ketahanan tidak secara khusus tentang dampak manusia, itu adalah dampak besar yang dimiliki manusia yang memotivasi banyak studi tentang subjek, karena ada begitu banyak dari mereka. Misalnya, deforestasi adalah gangguan antropik (buatan manusia). Penebangan pohon, biasanya untuk kegiatan manusia seperti pertanian atau konstruksi, dapat menyebabkan kondisi iklim di wilayah setempat berubah dengan sendirinya dan berdampak besar pada pengurangan keanekaragaman hayati. Hutan pada umumnya mampu memulihkan 10% dari luasnya tanpa terlalu banyak kesulitan. Mereka melakukan ini hanya dengan menyebarkan benih mereka di area yang gundul. Tetapi semakin besar area yang terkena, semakin sulit jadinya.
Hal yang sama pentingnya adalah identifikasi karakteristik struktural ekosistem yang dapat mencegah risiko keruntuhan sistemik atau menyediakan sistem dengan kemampuan untuk pulih dari gangguan, yaitu, berkontribusi pada ketahanannya. Dalam sistem ekologi, ahli ekologi dapat mempertimbangkan unsur kunci keragaman dan heterogenitas antara komponen individu (seperti spesies, populasi, atau organisme) dan fitur lanskap dalam suatu ekosistem. Pengelola hutan, misalnya, mencoba mencegah meluasnya kebakaran hutan di hutan dengan membangun sekat bakar yang mengikuti perubahan lanskap, seperti yang memisahkan satu petak pohon dari yang lain. Selanjutnya, redundansi (relung tumpang tindih antara spesies) dan modularitas (interkoneksi komponen sistem) dianggap sebagai faktor penting yang menentukan ketahanan suatu ekosistem, yaitu ketahanannya.