地球的生物多样性无处不在。生物多样性是所有的生物相互间并与周围环境相互作用的结果。环境的多样化产生了独特的动植物群和微生物群，即生态系统。
极端生态系统中的生物多样性最先感受到全球变暖的影响。有些物种会向地势特征更适于生存的其他区域迁移。其他物种——例如特别适于在浮冰上生存的物种，如果环境变化太大、太快的话，则可能灭绝。
向政府间气候变化委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change）提交报告的科学家们认为，人类活动产生的二氧化碳排放是全球气温迅速升高的一个重要因素。立即降低二氧化碳排放对于避免物种灭绝至关重要。
纽约州庞德岭（Pound Ridge , New York）附近的野生物走廊是一个资源丰富的生态系统，支持着许多层次的生命系统和各类物种。与之相反，只有在沙漠地区生存的物种能适应水资源极少的环境。只要环境出现些微的变化，生活在这种极端生态系统中的生命形态就会受到威胁。
一只新生棱皮海龟从北卡罗拉纳州海滩爬向大海。棱皮龟一巢产约200只小龟，但存活率只有大约10%。棱皮龟能够长到900公斤重，是现在生活在地球上的最大海龟。美国鱼类和野生动植物管理局（U.S. Fish and Wildlife Service）把棱皮海龟列为世界濒危动物。棱皮海龟面临的主要威胁是鱼网的缠绕及吞食塑料袋。
一头墨西哥灰狼在新墨西哥州（New Mexico）塞维尔他国家野生动物保护区（Seviellta National Wildlife Refuge）游荡。墨西哥灰狼是濒危灰狼的亚种， 1970年代几乎灭绝。美国鱼类和野生动植物管理局与西南部各州、地方和部族机构合作实施放归计划获得成功，灰狼数量出现回升。
一只母北极熊及其幼崽在阿拉斯加北部的波弗特海（Beaufort Sea）积冰上憩息。 北极熊的演化过程导致它现在只适于在寒冰上生活，在陆地上无法生存。由于栖息地迅速消融，北极熊的生存受到严重威胁。专家斯蒂芬•阿姆斯特拉普（Steven Amstrup）说：“只有避免其栖息地消失才能挽救北极熊，否则根本无计可施。”科学家说，为了保存北极熊的栖息地，减少温室气体排放刻不容缓。
北极气温的变化也影响到驯鹿。气候变暖导致雨水增加，然后雨水结成坚冰，致使驯鹿无法觅食，以至生存受到威胁。对驯鹿构成的威胁还有雪地机动车、采矿和石油钻井作业等。
大象有着牢固的种群纽带，在象群中互相守护。除了栖息地退化和被人类侵占外，亚洲和非洲大象还受到偷猎之害。偷猎者为了攫取象牙，每年杀死数以千计的大象。南亚小象群因生存范围日益缩小，特别容易受害。美国正在与有关各国政府和非政府组织共同努力，制止非洲和亚洲的非法象牙贸易。
亚洲和非洲大象的象牙在中国、日本和泰国可以高价出售。在这些国家，象牙用于雕刻成饰品。由于存在为非法买卖进行的偷猎现象，印度和非洲的大象野生动物保护区内的动物资源枯竭。这些是在香港截获的象牙。
中国哈尔滨东北虎保护区的一只老虎在觅食。众多的东北虎曾生活在从里海（Caspian Sea）到印度尼西亚（Indonesia）群岛的整个亚洲地区，但目前尚存仅几千头。美国支持保护老虎和反对买卖用于中药的虎骨。虎皮在西藏是地位的象征。
刚果民主共和国布卡武（Bukavu）附近卡胡兹别加自然公园（Kahuze Biega Nature Park），一只山地大猩猩搂着自己的雄性小猩猩。所有类属的大猩猩都处于濒危状态，尤其是山地大猩猩，数量仅数百只。美国是刚果盆地森林伙伴计划(Congo Basin Forest Partnership)的成员，致力于保护大猩猩、黑猩猩及其栖息地。由于受到捕猎和疾病的影响，猩猩的数量减少，或因当地武装人员为了采矿或制碳而大肆砍伐森林而绝迹。
在华盛顿州森特利亚（Centralia），一只蜜蜂在采集雏菊花粉。蜜蜂对美国农业至关重要，过去几年出现大面积死亡的神秘现象，现已陷入危机。美国农业部正负责组织有关的研究，与其他政府机构和大学协同，设法了解蜜蜂群衰竭失调的原因。如果没有蜜蜂授粉，某些水果、坚果、蔬菜等作物会受到危害。
俄勒冈州德苏特国家森林（Deschutes National Forest）的一只北方斑点猫头鹰。这只明星猫头鹰成为环保组织与开发商或伐木商之间争论和法律诉讼的焦点。前者希望保护斑点猫头鹰生活的森林栖息地，后者的活动将造成破坏。
帝王蝶经常在加拿大和墨西哥之间迁徙。自然保护主义者对帝王蝶迁徙途中栖息地的消失感到忧虑。世界野生动物基金会（World Wildlife Fund）将帝王蝶列入濒危生物名录，积极倡导恢复和保护蝴蝶蛰伏的森林栖息地。
中国四川卧龙自然保护区的大熊猫。由于大熊猫栖息地被破坏和隔绝成小块地域，再加上存在偷猎行为，大熊猫损失巨大。世界野生动物基金会估计，现在野生大熊猫只剩下1,600只。史密森尼学会国家动物园（Smithsonian National Zoological Park）和美国其他机构的科学家与中国建立了保护大熊猫的长期项目。
一只秃鹫在俄勒冈州（Oregon）克拉玛斯下游野生动物保护区（Lower Klamath Wildlife Refuge）上空翱翔。在遭到捕猎和农药中毒的情况下，美国的国鸟秃鹫一度严重濒危。由于保护秃鹫的工作获得成功，秃鹫数量已从1963年的417对恢复到大约10,000多对。2007年6月，美国鱼类和野生动植物管理局将秃鹫从濒危物种名单上去除。秃鹫将继续受法律保护并继续受到关注。
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