Гидробиология как наука экологическая, прежде всего исходит из представления о том, что живет, возникшее из неживого, остается в тесной взаимосвязи с последним, находится с ним в структурно-функциональной единства.
Это в равной степени касается как организмов, так и для других форм жизни - видов, популяций, биоценозов. На всех уровнях организации живое существует только как часть противоречивого целого - биокосные тела, в его взаимосвязях со всей совокупностью окружающих условий.
Организмы, популяции, виды и биоценозы, представляющие различные уровни организации живой материи, являются биологическими системами различного ранга. Как любые системы, они представляют собой совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, объединенных в единое целое выполнением общей функции. Биосистема взаимодействует с внешним миром как единое целое, сохраняя общую структуру взаимодействия элементов при изменении внешних условий и своего внутреннего состояния. Входные переменные превратятся биосистемой в выходные переменные соответствии с его функциями. Все биосистемы относятся к тем самоорганизующихся (т.е. тем, которые накапливают негэнтропии), обладают способностью к самовоспроизведению и целесообразной саморегуляции, направленной на достижение устойчивого термодинамического неравновесия. Организованность и упорядоченность биосистем определяется степенью их отклонения от максимально неупорядоченного состояния системы молекул, находится в термодинамическом равновесии. Все биосистемы относятся к классу вероятностных, характеризующихся (в отличие от детерминированных) тем, что их элементы находятся под воздействием чрезвычайно большого количества факторов, и поэтому результаты их взаимодействия точно не предсказуемы.
Надорганизменного биосистемы отличаются от организменных большей подвижностью связей между элементами, не имеют жестко программное развитие, имеют много ярусов управления (популяционный, видовой, биоценотичний), которые построены в основном на статистическом типу. В отличие от структурированного управления, присущего организмам, осуществляется по определенным каналам связи, статистический тип формируется за счет того, что элементы систем вступают в случайные взаимоотношения путем обмена информацией или совместными действиями. При таком типе управления по сравнению со структурным значение препятствий возрастает, а быстродействие снижается, поскольку хранения информации становится функцией среды, одновременно осуществляет функцию каналов связи между элементами системы, функцию «биологического сигнального поля».