在明代人们更进一步和更深入地认识了动植物习性及其与环境的关系。这些知识在本草和其他著作中得到了反映。李时珍《本草纲目》中有以植物生境来分类的例子。如在“草部” 之下又分为山草、隰草、水草、石草。说明这些草类的分类，主要是依据其生境而分的。宋应星指出：“凡棉春种秋花，花先绽者逐日摘取，取不一时”，正确地观察到棉具有开花结实期较长的习性，因此收花时期就不一致。李时珍提到，荆三棱“多生荒废陂池湿地”，龙舌草“生南方池泽湖泊中”，水萍“浮萍处处池泽止水中甚多”等，说明他已很了解在不同的水分环境里生长着不同植物种类。此外，不同植物对阳光的需求也是不一样的。所以有阳生与阴生之分，如石南“生于石间向阳之处”，半边莲“生阴湿塍堑边”等。植物与环境的关系是多方面的，除水分、光照与植物有着密切的关系外，温度、地形高度对植物也都有重要影响，这在《本草纲目》等著作中也有不少明确的记述。
动物与环境的关系更为复杂，如每种动物都有一定的栖息环境。在明代已更多地观察和认识到动物对周围环境中的温度、光线等因素的反应。如兽毛有保温作用，许多动物的毛随着季节、温度的变化而变化。黄省曾在《兽经》里记载：兽类“春则毛盛，夏则毛稀少而革易，秋则更生而整理，冬则生而毛细，毛以自温焉”。李时珍写道，狐“日伏于穴，夜出窃食”，貉“与獾同穴而异处，日伏夜出，捕食虫物”，指出了狐、貉夜间捕食的习性。貂，“夷人夜伺树下，屏息悄声而射取之”，指出了貂在夜间活动的习性。对蚕蛾交配产卵的情形也有非常正确的描述。如“雌者（蛾）伏而不动，雄者（蛾）两翅飞扑，遇雌即交。交一日半日方解，解脱之后，雄者中枯而死，雌者即时生卵”。此外，当时人们对一些海产动物的生态习性也有不少翔实的观察和记载。徐光启还曾注意探讨一些昆虫的生活史。例如他对白蜡虫、蝗虫生活史做过较详细的研究，并把他的研究成果应用到白蜡生产和灭蝗的斗争中去。