在一定空間範圍內同時生活著的同種個體的集群，例如同一魚塘內的鯉魚或同一樹林內的楊樹。popula-tion一詞源於拉丁語populus，原意為人群，後在生物學中推廣至一切物種，乃譯為種群，另外還有居群、繁群等譯名。當用 population一詞專指種群的數量時，則視具體物種的不同而有人口、獸口、蟲口等名稱。
種群一詞與物種概念密切相關。根據生物學種定義同一物種的個體不僅因其同源共祖而表現出性狀上的相似（包括形態、大分子結結構及行為等各個方面），而且它們之間能相互交配並將其性狀遺傳給後代個體。但不同種之間則由於形態、生理或行為上的差異而不能交配繁育，這稱為生殖隔離。與此相應，廣義的種群即是指一切可能交配並繁育的同種個體的集群（該物種的全部個體）。例如世界上總人口。但在生物學上更關心的卻是實際上進行交配繁育的局部集群，下面主要討論的便是這種狹義的種群。
因此，同一物種可有許多種群分別存在不同地區。主要是地理的原因阻止瞭它們之間的交配。這地理的原因有兩種，一種情況是存在著地理屏障，如島嶼上的獸群被海隔絕，綠洲中的獸群被沙漠包繞。這一類型的地理隔離是明顯可見的。另有一種情況，如歐、亞、北美北部的廣闊林帶可綿延千裡，其間環境條件連續漸變，無法找出明顯界線可借以區分出個別種群。但林帶中相距較遠的同種個體僅因距離關系無法進行交配，這是另一類型的地理隔離。
上面這種建立在生物種概念上的種群定義主要來自對昆蟲、魚、鳥、獸等營有性生殖的動物的研究，它不適用於專營無性生殖的生物，如細菌。事實上，就是應用到植物，也出現一些問題。一般動物成體的大小、體重、以及器官和附肢的數目或相近或相同，但在同種植物個體間則變異甚大。由代謝角度來看，同種植物個體的生物量相差懸殊。每個植株吸收的陽光和養分以及它們合成的有機物質的量的差別可以倍計。而某些行營養繁殖的植物如竹、蘆葦，可蔓延擴展覆蓋廣大地面。這些植體相連應視為單一個體，但其新生部分紮根地下，將它斷裂卻可獨立成活。類似情況也存在於某些營固著生活的低等動物如許多腔腸動物。顯然，將這樣差異顯著的個體都視作類似的種群的單位是不恰當的。因此另有人提出組件生物的概念，認為這些營固著生活的動植物是由稱為組件的重復單位（如腔腸動物的螅型體或高等植物的枝條）組成的。因而在分析這些組件生物的種群組織時需要同時考慮個體及組件兩個水平。
在生物組織層次結構中，種群代表由個體水平進入群體水平的第一個層次。因為有性生殖過程是一個基因重組過程，重組產生新的變異，可供自然選擇，所以相互交配繁育的種群便構成瞭一個進化的單位，它可能成為分化新物種的起點。有的生物還環繞著繁育關系組成一定的社群結構。另一方面，同一地區的個體共享同一資源，因而在對待資源的關系上又表現出種內競爭或合作的關系。
種群內部的遺傳過程是種群遺傳學（現通常譯為群體遺傳學）的研究主題，種群成員間以及它們與環境之間的相互作用則為種群生態學的中心內容。這兩者共同構成種群生物學。在理論上，種群研究與進化機制的探討密切相關；在實用上，人口控制、生物資源利用、以及有害生物防治等問題實質上都是種群問題。因此，種群研究日益受到各方面的重視。
種群特征及其變化 種群特征指同種生物結成群體之後才出現的特征，因此大部分是數量特征，正因如此，在種群研究中常需要借助統計學。
種群的大小及密度 對界限明顯的種群可以統計整體。但對一般種群則常常測定其密度，即單位面積或體積中的個體數量。在種群生態學中研究種群的物質代謝以及種群與自然環境的交互作用時，主要便是從密度著眼。但在群體遺傳學中研究各種遺傳性狀在種群中的分佈及其變遷時，卻必須考慮互相交配繁育的整個種群。
種群大小的測定。除極少數物種的種群小且個體大易於觀察外，對大多數物種都不必完全計數。因此常采用抽樣方法加以估計。對於靜止的生物如植物、土壤生物昆蟲和農作物病蟲害等，可選取一些具有代表性的區域──樣方，計數一定面積或體積中的個體，再根據樣方在總面積或體積中的比例推算出總體數字。為瞭選取確具代表性的樣方，還需要先初步瞭解該物種在空間中的分佈類型：是均勻型、聚集型、還是隨機型（見生物分佈）。對於活動的生物，根據需要還可采用另一類抽樣方法，例如標記重捕法。對第一次捕捉到的動物（第一次樣本）標記後釋放，經過一段時間估計標記動物已在總體中均勻分佈後，再次捕捉並計數其中標記動物所占比例，根據第一樣本數目（原標記數）及第二次樣本中的標記比例即可推出總體數字。上述這些方法得出的都是絕對數字，但有時絕對數字難以得到，則可以調查數量的相對變動（或增加或減少）。這時也可以隻測計一些間接的指標，如聽動物的鳴叫聲、觀察地面糞便量的變化據此可粗略估計某種動物的數量增減。
種群的組成 同種生物雖具有相似性，但其具體遺傳性狀則個個不同。同種生物共有的大量基因決定瞭它們的相似性。此外還有很多基因在個體間是不同的，這些基因和每個生物面對的不同環境因子共同決定瞭它們之間的差異。在種群內，這些不同的基因中每一個隻出現於一定比例的個體中，這個比例即為基因的出現頻率。不同基因的組合（基因型）更是多種多樣，每一種基因型也隻存在於一定比例的個體中，這個比例即為該基因型的出現頻率。這兩種頻率值反映瞭種群的遺傳組成，都是群體遺傳學的研究內容。在種群生態學中研究得較多的是種群的年齡組成和性別組成。它們是決定種群興衰（數量變動）的重要因素。性別組成指雌性和雄性在種群中所占的比例，它是由性染色體的分佈所決定的，因此也是一種遺傳組成。一般說來，雌性生育子代，所以種群中雌性數量增多時，種群數量趨向上升。極端的例子見於營孤雌生殖的生物如蚜蟲，它們在全年大部分時間中隻有雌性存在，因而種群增長速度極快。年齡組成的意義在於，生物隻在一定的年齡范圍內才具有繁殖能力，而到達一定年齡則趨向死亡。因此，繁育年齡的個體在種群中的比例左右種群的出生率，老齡個體在種群中的比例影響種群的死亡率，而種群出生率與死亡率的對比則決定種群的興衰。
種群的結構 種群並非同種生物的簡單聚合。在繁育關系上，在資源利用上，它們常形成一定的結構，這在較進化的動物類群中表現得最為明顯。例如在鳥獸中可以見到不同的交配體制：有亂交的、一夫多妻的、一夫一妻的等多種形式。一般說來，穩定的配偶制有利於保護幼體，有利於子代通過向雙親學習而增加適應環境的能力。社群結構常常是環繞著繁育關系建立起來的，但是一定的社群同時也是一個互相協作共同利用資源的單位。資源常按一定的優勢順序在社群內分配。很多動物在進入繁育時期常占據一定的領域，這種劃分資源的行為常有助於保護自然資源使不致因搶食而枯竭。
種群的變動 種群的大小總在不斷變動著，這決定於兩組數字的消長：種群可以因出生或遷入新個體而增長，也可因死亡或遷出舊個體而減少。因生死造成的變化常稱為自然增減；因遷入遷出造成的變化常稱為機械增減。對於相對隔離的種群，其增減主要取決於出生率與死亡率的對比。出生率、死亡率、遷入率、和遷出率是研究種群動態的主要參數。在理想環境中（理化條件適宜、資源豐富、空間無限，無天敵相擾），一個物種能達到的出生率稱為最大出生率或生理出生率，其數值較為固定。在實際環境中達到的出生率則稱為實際出生率或生態出生率，其數值因具體條件而異。由於環境的限制，任何生物也不能在自然條件下實現其最大出生率，而昆蟲等小動物的種群常隨天氣的波動而發生大幅度的增減。但一些大動物的種群大小卻可在較長的時期內保持相對穩定，這說明存在著自動調節的機制。從理論上講，當種群密度增加時，死亡率也相應增加或出生率相應降低，或兩種情況同時出現，這都可以使種群密度維持穩定。這種因密度而變的因子稱為密度制約因子（見生態因子）。已發現，死亡率常是密度制約的，例如食源有限，個體多時隻有強者得食而存活，弱者則受饑而死，因而死亡率隨密度增加。這時出生率的下降也可能是密度制約的，因當營養缺乏時，生育力也常隨之下降。
種群間的相互作用和種群的進化 進化意味著種群中有利性狀的增加和不利性狀的減少，這自然是相應基因頻率變化的後果。如果由於進化某個種群與同種的其他種群間出現生殖隔離，這就意味著新種的形成。由此可以看出，進化代表種群的質變，而對種群進行遺傳學和生態學的綜合研究正是探索進化機制的主要途徑。基因頻率和基因型頻率的變化一方面是因為基因突變和重組提供瞭新的生物變異，另一方面則是自然選擇的結果。在各種選擇因子中，以生物因子最為活躍。捕食者必需捕獲獵物才能生存，而獵物隻有避開捕食者才能存活。在進化過程中，捕食者不斷提高捕食能力，獵物則力求改善其避敵技巧。在寄生物-寄宿主系統中也有類似情況。總之，每一個種群是另一種群的選擇因子，相互作用大大地促進瞭進化的速度，這種在相互作用下雙方共同進化的情況稱為協同進化。種群間相互作用也是種群生物學的重要內容。