גיוון ביולוגי בטבע (Biodiversity) מתייחס לשונות הקיימת בין האורגניזמים הרבים. קיים גיוון גנטי בין הפרטים מאותו המין ומגוון מינים, וכן מגוון של מערכות אקולוגיות ושל תהליכים אקולוגיים טבעיים. הגיוון מתבטא בשפע הטיפוסים הגנטיים בתוך המינים, במספר המינים בכל מערכת וסוגי המערכות האקולוגיות הנמצאות בכל יחידת נוף. 

האדם תלוי בגיוון זה לצורכי קיומו בסביבתו. כל שינוי בגיוון הביולוגי (והפחתתו), עלול לפגוע בתפקוד וביציבות מערכות אקולוגיות המקיימות אותו. מקורות המחייה של האדם באים בעיקרם מהחי והצומח המתקיימים בר בטבע.  

ככל שהגיוון הביולוגי גדול יותר, גדל הפוטנציאל לפיתוח זנים חדשים ולשימוש בזני הבר כדי להתגבר על מחלות הפוקדות את הגידולים החקלאיים. בארץ נמצאים בסכנת הכחדה למעלה משישים מיני בעלי חיים, ושבעים מיני צמחים. הכחדת המינים ושינוי הגיוון  הביולוגי, מתרחש בכל המערכות האקולוגיות בכדור הארץ כתוצאה מפעולות האדם.

הגיוון הביולוגי בישראל הוא רב, בהתייחס לכך ששטחה הוא רק 22,000 קמ"ר. גיוונה הביולוגי מתבטא ב 2400 מיני צמחים ושש מאות מיני בעלי חיים, שזה עולה על מגוון המינים בכל אנגליה ששטחה גדול פי כמה משטח ישראל.

הסיבה לכך היא שישראל משמשת גשר יבשתי המחבר את האזור הממוזג שבצפון, עם המדבריות שבדרום. דרומית למדבריות שבאזורנו, משתרעים יערות הגשם הטרופיים הענקיים שבאפריקה המשוונית. גשר זה מאפשר מעבר של בעלי חיים וצמחים בין בתי הגידול השונים.

האקלים המגוון של ארץ ישראל, יוצר מערכות אקולוגיות רבות, והוא תלוי בטופוגרפיה של השטח, באזור הסובטרופי והים תיכוני, בסמיכות למדבריות הצחיחים ועוד. השינויים האקלימיים שחלו במהלך השנים, הביאו לחדירת מינים רבים של צמחים ובעלי חיים לכאן, מאזורים טרופיים וגם מאזורים ממוזגים. אורגניזמים אלה, התאימו את עצמם במהלך הזמן, לסביבה החדשה והיום הם מהווים חלק טבעי במערכות האקולוגיות בבתי הגידול של האזור.