De nombreux rôles écologiques existent. Ceux-ci comprennent des herbivores microscopiques, de petite, moyenne et grande taille, des producteurs, des prédateurs, des charognards et des parasites. On estime à 7 millions le nombre d’espèces végétales et animales sur la planète aujourd’hui, pour la plupart des insectes, occupant toutes les niches imaginables. Les niches les plus populaires semblent être celles des herbivores et des parasites, les prédateurs étant la plus petite niche. Cependant, il semble aussi que, parmi tous les rôles écologiques, celui de prédateur captive le plus l’imaginaire populaire.
Tous les rôles écologiques majeurs ont été presque continuellement occupés depuis au moins l’explosion cambrienne, un épisode majeur de diversification évolutive il y a environ 542 millions d’années. Certains paléontologues ont postulé que l’évolution de la prédation est en partie responsable de la diversification évolutive qui s’est produite au cours du Cambrien. Dans tous les cas, à la fin du Cambrien, tous les rôles écologiques majeurs étaient peuplés, sauf que les plus gros organismes ne mesuraient qu’environ un mètre de long. Au cours de la période suivante, l’Ordovicien, quelques animaux (tels que les nautiloïdes) aussi longs que 3.5 m (11.6 pi) ont évolué, et au Carbonifère, la gamme de tailles des organismes était similaire à celle d’aujourd’hui.
Bien que les animaux soient généralement hautement spécialisés dans leurs rôles écologiques, certains animaux partagent des rôles et certaines lignées évolutives peuvent évoluer d’un rôle écologique à un autre. Par exemple, les ancêtres des baleines sont passés de prédateurs terrestres de taille moyenne à des filtreurs aquatiques de la taille d’une baleine (littéralement). Les prédateurs sont issus d’herbivores, et de nombreux prédateurs sont également des charognards. De nombreux prédateurs deviennent gros et coriaces non seulement pour abattre leurs proies, mais aussi pour rivaliser avec d’autres grands prédateurs pour une mise à mort charognarde. La taille supérieure des prédateurs est déterminée par la quantité de proies disponibles. Dans d’excellentes circonstances évolutives, telles que celles rencontrées de temps en temps par les prédateurs crocodiliens dans les marécages, les prédateurs peuvent atteindre des tailles énormes, jusqu’à sept fois plus grandes que leurs ancêtres récents.
Les niches écologiques fonctionnent dans un format pyramidal, avec des producteurs comme des plantes en bas, des herbivores au milieu et des prédateurs au sommet, avec des prédateurs au sommet comme des tigres tout en haut. Plus l’animal est haut dans la pyramide, moins la biomasse est généralement consacrée à cette espèce, et plus elle est rare. Les animaux situés en haut de la pyramide sont généralement aussi plus susceptibles d’extinction, mais pas toujours. Lors de certaines extinctions historiques où la plupart des plantes ont été anéanties, les animaux qui ont survécu étaient en fait des charognards plutôt que des herbivores ou des carnivores dévoués.