1.综合性与层次性

任何一个生态学现象和生态学过程是多种生物要素和环境要素共同作用的结果。例如，一个种群个体数量的增长与其生存空间内的食物条件密切相关，同时，也与生存空间内的气候因素、地理因素及与其他物种相互作用（如竞争、捕食、共生、寄生等）的强度有关。这就决定了生态学实验的综合性、整体性、层次性。

根据实验的目的、对象和考察的因素多寡，生态学实验可分为单因素实验、多因素实验和综合性实验。

1）单因素实验

整个实验过程只考虑单个因子的变化，并将其他条件严格控制为一致。这是一种最为简单的实验方式。

2）多因素实验

实验方案中包括两个及以上的考察因素，各个因素之间可有不同的水平组合，从中筛选出最佳处理组合。这样的处理方式的效果比单因素实验要好。

3）综合性实验

综合性实验中多个因素的各水平不构成平衡的处理组合，而是将若干个因素的某些水平结合在一起形成少数几个处理组合，主要目的在于探讨一系列供试因素对某些处理组合的综合作用。这类实验一般是在对起主导作用的因素及其相互关系比较明确情况下开展的。

2.时空变异性

生态学实验涉及生物要素和环境要素，其中的生物要素通常存在个体的差异性和遗传变异性，且在生物不同的生活史阶段均有变化；同一种生物乃至不同的个体生活在不同环境下，会表现出不同的适应特征（或对策）。这就是时空变化导致的生物适应特征上的差异。