O estudo dos efeitos de xenobióticos e de poluentes naturais se dá nos diversos níveis de organização biológica: celular, organismo, população, comunidade e ecossistema.

Sua metodologia básica consiste na realização de ensaios de ecotoxicidade, com a determinação de efeitos letais e subletais sobre os organismos bioindicadores.

Seu objeto de estudo são as cerca de 100 mil substâncias sintéticas criadas pelo homem para os mais variados fins e sua interação com os meios biótico e abiótico.

São exemplos de organismos-teste de ensaios ecotoxicológicos: Daphnia similis e D. magna (Branchiopoda, Crustacea) e Poecilia reticulata (Osteichthyes, Vertebrata).