森林生態學是研究森林生物之間及其與森林環境之間相互作用和相互依存關系的學科，它是生態學的一個重要分支。
森林生態學的研究內容包括森林環境(氣候、水文、土壤和生物因子)、森林生物群落(植物、動物和微生物)和森林生態系統。其目的是闡明森林的結構、功能及其調節、控制的原理，為不斷擴大森林資源、提高其生物產量，充分發揮森林的多種效能和維護自然界的生態平衡提供理論基礎。

從19世紀60年代生態學的概念逐漸被廣泛地應用于植物學后，生態學在其發展的同時也促進了森林生態學的發展。另一方面，林業生產實踐和林業的教育，科學研究，又促進了森林生態學知識的積累和應用。
森林生態學的內容最初包括在造林學和林業概論中，如德國加伊爾的《造林學》和施利希的《林業手冊》等都是如此。20世紀初，森林生態學成為造林學或森林學的主要部分，如德國邁爾《造林學》中的自然法則基礎、日本本多靜六《造林學》的前論和俄國莫羅佐夫所著的《森林學》等。
20年代以后森林生態學逐漸形成不同名稱的獨立學科，如日本鏑木德二的《森林立地學》、美國涂邁的《造林學基礎》、日本河田杰的《森林生態學》和美國斯珀爾的《森森生態學》等。

在中國，20世紀初期森林生態學的內容也在《林學概論》和《造林學》中講授，20年代以后逐漸發展成《造林學》前論、《森林立地學》、《造林學原理》、《林學原理》或《森林生態學》等不同名稱的獨立課程。
60年代在系統論引入生態學后，又產生了“森林生態系統”理論，并在計算數學和電子計算機技術的推動下，又于80年代進一步發展了“森林生態系統工程”理論。現在，森林生態學已逐漸形成一門獨立而較完整的學科。
森林生態學因研究重點和范圍不同，可分為幾個較小的分支：
樹木生態學(森林個體生態學)主要研究樹種的生態學特性、適應能力(抗性)、生長發育規律、形態解剖特征及其與環境條件關系。
森林種群生態學主要研究森林生物(主要是樹木)的種群結構(年齡、數量、大小)、發生、發展、分布規律(格局)季節變化、環境條件、繁殖更新和消長動能等。

森林群落生態學。主要研究森林的地理分布、區系組成、結構特征、類型劃分、生境變化、發展演替以及開發利用等。
森林生態系統學是系統論和生態學的結合。把森林看作是一個巨大的生態系統，研究其中各個系統的組成捧序、整體結構、發展演替、動態變化、物能流動信息傳遞規律和系統的潛在生產力。通過計算模擬，提出最優結構和高效功能的模型，以期充分發揮森林生態系統的最大經濟效益、生態效益和社會效益。
生態學的研究長期處于定性描述階段，對群落結構、類型劃分和地理分布都采用靜態描述；對群落的演替變化，如群落的建立、發育、成熟、消失規律，加速、延緩或改變自然演替的途徑等則采用動態描述。
20世紀60年代以來，森林生態學的研究，除借助于傳統的生物學、物理學、化學等方法及其最新成就外，還借助于氣象學、水文學的知識，以及系統工程和電子計算機等手段。尤其是70年代以來，由于運用現代控制理論對生態系統進行分析，使之數量化和模型化，森林生態學的研究進入了定量階段。
精敏測算儀器，如自記紅外線氣體分析儀、自記分光光度計、氧彈或熱量計，以及放射性同位素等的應用，也為定量研究提供了更好的條件；林業遙感技術的應用，使森林生態學的研究又有了新的發展；熱力學熵變理論和信息論現已被用來解釋生物體的生長發育、種群消長、生態系統的有序性和能量耗散規律；系統工程則用于森林以及農業、草原、水域等生態系統的綜合控制和管理，以求實現其最優結構和高效功能。
近年提出的生態界面系統的理論和方法，是從存在于生物與環境間的界面層的性質、結構、功能和作用，直接探索生態系統的運動規律，又使生態學關于生物與環境之間因果關系的傳統概念和研究方法有了改變。
當前世界上的重大社會問題，諸如能源、環境、資源利用等都與森林密切相關，都涉及森林生態學問題。因此，應用現代自然科學和社會科學的有關理論、方法和手段，研究樹種特性、種群消長、種間關系、系統結構、物能流動、信息傳遞等運動規律，建立更符合實際的系統模型，以求準確預測系統的變化，提出最佳人工生態系統的設計和經營方案，并發展邊緣分支學科，已成為森林生態學面臨的緊迫任務。