Meža ekoloģija ir sistemātiska dabas sistēmu pētniecība, kuras galvenais mērķis ir izzināt funkcionālās saites starp ekoloģiskajiem faktoriem un antropogēnajām ietekmēm, dzīvās dabas struktūrām un dzīvo organismu sadalījumu telpā un laikā. Meža ekoloģijas pētījumu objekti ir meži, konkrētāk – dzīvās dabas telpiskās struktūras mežos, to funkcionēšana un mainība laikā. Papildus klasiskajai sauszemes veģetācijas ekoloģijai, meža ekoloģijā ļoti svarīgas ir arī bioģeoķīmijas (vielas un enerģijas aprite) un ainavu ekoloģijas (telpiskās sakarības ekoloģijā) perspektīvas.
Meža ekosistēmu sastāda biotiskās (dzīvie organismi) un abiotiskās (nedzīvā daba) komponentes. Meži tiek pētīti vairākos bioloģiskās organizācijas līmeņos – bioma, ekosistēma, biokopa, populācija, suga, organisms un genotips, un katrā no šiem līmeņiem tiek pielietotas atšķirīgas pētījumu metodes. Meža ekoloģijas pētījumu pamatā ir meža ekosistēmas struktūras izdalīšana, t. i. veģetācijas stāvojums mežā un kokaugu telpiskā izplatība. Strukturālie elementi un sugu sastāvs ir galvenie kvantitatīvie un kvalitatīvie parametri, kas raksturo mežaudzi.
Bioloģiskās daudzveidības aspekts ir ļoti nozīmīgs meža ekoloģijā – tas primāri ir saistāms ar biotopu (dzīvotņu) struktūru, ko ietekmē koku lielums, vecums, stāvojums, kā arī mikrobiotopi – dobumi, kritalas, alas un citi. Piemēram, daudzām retām sugām patīk dažāda vecuma audzes, kuras nav sastopamas viena vecuma apsaimniekošanas apstākļos. Mirusī koksne tiek pētīta bioloģiskās daudzveidības aspektā, jo tā kalpo par dzīvotni daudzam retām un apdraudētām meža sugām un tiek izmantota kā svarīgs indikators mežu dabiskumam.
Augsnes (pedosfēra) ir ļoti nozīmīgas meža ekosistēmu komponentes, kas nesaraujami saistītas ar virszemes veģetāciju, tomēr bieži augšņu ietekme meža ekoloģijas pētījumos tiek analizēta virspusēji vai necik. Arī mikroorganismi, sēnes un sūnas praktisku apsvērumu dēļ tiek pētītas retāk, kaut gan tām ir milzīga nozīme ekoloģisko sistēmu funkcionēšanā.