通常包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個組成部分。
遺傳多樣性
遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。因此，遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作是一個基因庫（Gene pool）。一個物種所包含的基因越豐富，它對環(huán)境的適應能力越強。基因的多樣性是生命進化和物種分化的基礎(chǔ)。
狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群之間以及同一種群內(nèi)的遺傳變異（世界資源研究所，1992）。此外，遺傳多樣性可以表現(xiàn)在多個層次上，如分子、細胞、個體等。在自然界中，對于絕大多數(shù)有性生殖的物種而言，種群內(nèi)的個體之間往往沒有完全一致的基因型，而種群就是由這些具有不同遺傳結(jié)構(gòu)的多個個體組成的。
在生物的長期演化過程中，遺傳物質(zhì)的改變（或突變）是產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質(zhì)的突變主要有兩種類型，即染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變化以及基因位點內(nèi)部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變，后者稱為基因突變（或點突變）。此外，基因重組也可以導致生物產(chǎn)生遺傳變異。
物種多樣性
這是生物多樣性的核心。物種（species）是生物分類的基本單位。對于什么是物種一直是分類學家和系統(tǒng)進化學家所討論的問題。邁爾(1953）認為：物種是能夠（或可能）相互配育的、擁有自然種群的類群，這些類群與其他類群存在著生殖隔離。中國學者陳世驤(1978）所下的定義為：物種是繁殖單元，由又連續(xù)又間斷的居群組成；物種是進化的單元，是生物系統(tǒng)線上的基本環(huán)節(jié)，是分類的基本單元。在分類學上，確定一個物種必須同時考慮形態(tài)的、地理的、遺傳學的特征。也就是說，作為一個物種必須同時具備如下條件：①具有相對穩(wěn)定的而一致的形態(tài)學特征，以便與其他物種相區(qū)別； ②以種群的形式生活在一定的空間內(nèi)，占據(jù)著一定的地理分布區(qū)，并在該區(qū)域內(nèi)生存和繁衍后代； ③每個物種具有特定的遺傳基因庫，同種的不同個體之間可以互相配對和繁殖后代，不同種的個體之間存在著生殖隔離，不能配育或即使雜交也不同產(chǎn)生有繁殖能力的后代。
物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個方面，其一是指一定區(qū)域內(nèi)的物種豐富程度，可稱為區(qū)域物種多樣性；其二是指生態(tài)學方面的物種分布的均勻程度，可稱為生態(tài)多樣性或群落物種多樣性（蔣志剛等，1997）。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個客觀指標。
在闡述一個國家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時，最常用的指標是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測量有以下三個指標：①物種總數(shù)，即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類群的物種數(shù)目 ；②物種密度，指單位面積內(nèi)的特定類群的物種數(shù)目； ③特有種比例，指在一定區(qū)域內(nèi)某個特定類群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。
生態(tài)系統(tǒng)多樣性
生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其周圍環(huán)境所構(gòu)成的自然綜合體。所有的物種都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)之中，不僅各個物種之間相互依賴，彼此制約，而且生物與其周圍的各種環(huán)境因子也是相互作用的。從結(jié)構(gòu)上看，生態(tài)系統(tǒng)主要由生產(chǎn)者、消費者、分解者所構(gòu)成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是對地球上的各種化學元素進行循環(huán)和維持能量在各組分之間的正常流動。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過程的多樣化等多個方面。其中，生境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎(chǔ)，生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性。
