Model ekosustava je prikaz ekosustava prikazan u matematičkom obliku. Takvi se modeli koriste u teorijskoj ekologiji kako bi pomogli ekolozima u proučavanju postojećih ekosustava i predviđanju što bi se moglo dogoditi u određenim uvjetima. Ekosustav je nevjerojatno složen, tako da model ekosustava općenito mora pojednostaviti sustav fokusirajući se samo na određene dijelove.
Ekosustavi su biološki okoliš. Obuhvaćaju sva živa bića na određenom području kao i fizičke karakteristike tog područja koje bi organizmi u njemu mogli utjecati ili ih koristiti. To mogu biti zrak, voda ili količina sunčeve svjetlosti. Model također mora uzeti u obzir veličinu okoliša koji se proučava jer to može utjecati na organizme u njemu.
Kako bi stvorio izvediv matematički model, ekolog mora pojednostaviti ekosustav koji pokušava proučavati. To se može učiniti fokusiranjem na ograničeni broj vrsta ili skupina koje dijele određene osobine. Te osobine mogu biti bihevioralne, biokemijske ili fizičke.
Nakon što ekolog izolira organizme od interesa, on ili ona za njih stvara lanac ishrane. Lanac ishrane predstavlja odnos grabežljivca i plijena. Na primjer, ako je životinja od interesa kojot, lanac ishrane može pokazati da kojot jede zečeve, koji jedu prizemnu vegetaciju. Kojoti, zečevi i vegetacija postat će elementi u modelu ekosustava.
Elementi u modelu ekosustava se zatim međusobno povezuju pomoću matematičkih funkcija koje opisuju njihove odnose. Opet, složenost ekosustava predstavlja problem za ekologa. Teško je uočiti kakav će stvarni utjecaj konzumacija jednog zeca imati na populaciju kojota, pa ekolozi koriste statistiku, promatranje i druge metode kako bi došli do obrazovane pretpostavke. Matematičke funkcije mogu se prilagoditi kako stvarni događaji u ekosustavu dokazuju ili opovrgavaju točnost modela ekosustava.
Klasični model ekosustava koji proučavaju studenti ekologije je model grabežljivac-plijen nastao sredinom 1920-ih. Neovisno su ga kreirala dva znanstvenika u razdoblju od godinu dana: američki matematičar, kemičar i statističar Alfred J Lotka i talijanski matematičar i fizičar Vito Volterra. Njihov model koristi par diferencijalnih jednadžbi za predstavljanje grabežljivaca i plijena. Iako je izvorno korišten za opisivanje fluktuacija u populaciji morskih pasa i riba u Jadranskom moru, model funkcionira kao opći opis odnosa grabežljivca i plijena.