生物多样性（Biodiversity）是地球上生命的多样性及差异性，差异程度可从三个层面来审视：基因差异、物种多样性及生态系统多样性。生物多样性并非平均分布在全球；由于赤道附近气候温暖且初级生产更高，热带地区的生物多样性通常较为丰沛；热带雨林生态系统覆盖地球表面虽不足10%，却拥有全球约90%物种。海洋生物多样性则以西太平洋沿岸（海面温度最高）及各海洋的中纬度区域较高。物种多样性分布呈现出纬度梯度。生物多样性大多有密集于生物多样性热点的倾向，且随着时间愈加繁盛，但是由于森林砍伐带来的主要后果，预期未来生物多样性可能会趋缓。生物多样性和维系着生命的许多过程（演化、生态及文化）息息相关。

环境变化剧烈通常会导致大规模灭绝。地球上曾经存活过的所有物种，估计超过99.9%（总计超过50亿种）已经灭绝。世上目前物种数量约有1,000万至1,400万种，其中约120万种已被登录，超过86%物种则尚未被描述。相关DNA碱基对的总量估计为5.0x10，重达500亿吨。相较之下，生物圈的总生物量预估有高达4万亿吨的碳。2016年7月，科学家从地球上所有生物的最后共同祖先（LUA）中识别出355个基因的组合。

地球年龄约为45.4亿年。目前的共识是地球上最早的生命证据至少可以追溯到35亿年前，即冥古宙炽热岩浆开始凝固后的始太古代。西澳大利亚34.8亿年前的砂岩中发现了微生物席化石。还有在格陵兰岛西部37亿年前变质沉积岩中发现的石墨也是早期生物物质物理证据。2015年在西澳大利亚41亿年前的岩石中发现了“生物物质的残迹”，引述其中某位研究人员的说法：“如果地球生命相对出现得这么迅速，放诸宇宙间可能也是常态。”

生命起源以降，发生过五次生物集群灭绝及几次小型灭绝事件，导致了生物多样性大规模地急遽下降；然后在周期式生物多样性大量丧失之后，经常也伴随着生物多样性急剧上升。但是人类出现以后，生物多样性持续减少，基因多样性也一损俱损，被称作第六次大灭绝—全新世灭绝；人为影响正是主因，栖地破坏尤甚。生物多样性对于人类健康有许多正面影响，少数研究呈现的负面影响算是瑕不掩瑜。