I urbane økossystemer har det skjedd massiv nedbygging av dyrket mark som gir billig byggegrunn. Gater og veier gir lite drenering, bidrar til flom ved store nedbørsmengder og styrtregn. Byer produserer varme og absorberer effektivt solstråling og gir et urbant mikroklima. Stadig økende andel av menneskepopulasjonen bor i byer og danner urbane økosystemer. Sosioøkonomiske faktorer kan gi gradienter i type bygningsstrukturer. Sosiale og økonomiske interaksjoner gir infrastruktur for handel, underholdnning, transport, energi og kommunikasjon.
I de fleste byer er det grøntområder og parker med alléer, gatetrær omgitt av asfalt, bytrær, små seminaturlige flekker med skogsholt. Det finnes ofte «blått landskap» eller «blå natur» med bekker, elver, innsjøer, dammer, vannfontener eller sjø. Mange byer ble opprinnelig lagt til elver. Disse fungerte som transportvei og energikilde under den industrielle revolusjon. Mindre landbruksområder, hagesentre og botaniske hager kan inngå i det urbane økosystem. Urbane økosystem er påvirket av luftforurensninger fra industri, eksos, veistøv og sot. Veitrafikkstøy (biler, busser, lastebiler, trikker, T-baner), musikkstøy, snakking, skriking, skråling og hundebjeffing gir et mer eller mindre permanent forstyrrende lydbilde. Lysforurensning fra veibelysning, innebelysning, dataskjermer og lysreklame påvirker cirkadiske rytmer og stilling av de biologiske klokker hos dyr og mennesker. Gressplener gir lite biodiversitet. Luftforurensninger gir få lavarter.
Mat og dyreliv
De trofiske nivåene og mattilgang for dyr er sterkt påvirket av menneskelig aktivitet og gir tilpasning til spesielle arter som kan utnytte matavfall på avveie.
Rotter er vanlige tilknyttet kloakksystemer og får matrester fra serveringssteder og søppelkasser. Mating av ender, gjess, svaner, duer og småfugl gir også mat til rotter.
Måker har flyttet inn til byene grunnet lite mat i sjøen og havet, og hvor de finner hekkeplasser på flate tak. Noen måker har spesialisert seg på å stjele mat fra mennesker. Byduer eller tamduer finnes i store flokker i mange storbyer hvor de ofte blir matet og blir ganske tamme. Fugleskitt fra duer er uønsket og med forskjellige mekaniske stengsler forsøker man å hindre hekking og adgang til hvileplasser. Rovfugl som predaterer på dueflokkene kan også finne nisjer. Foring av småfugl på fuglebrett gir økt mengde kjøttmeis, blåmeis, grønnfink, flaggspett, Svarttrost får økt bastand i tilknytning til villahager med frukttrær. For overvintrende svarttrost kan veibelysning gi økt spisetid. Imidlertid, rundt byene og i jordbruksområdene synker bestanden av mange fuglearter tilpasset den gamle form for landbruk: åkerrikse, vipe, sanglerke, gulspurv, storspove, spurv, stær, låvesvale og taksvale.
Skjære er en fugl som har tilpasset seg det urbane økosystem. Det samme gjelder rødrev av type byrev og grevling. I byer omgitt av skog kan rådyr og elg trekke ned i byområder vinterstid.
Urbane økosystemer inngår i landskapsøkologi og gir en landskapsarkitektur i stadig endring. Urbane økosystemer utvider seg stadig på bekostning av de naturlige økosystemene. Samvirke mellom landskap og økologiske prosesser inngår i dynamisk kilde-sink «source-sink» landskapsteori.
Biofiliahypotesen
Biofilia (biofili) er en hypotese om at mennesket har et indre ønske og instinkt om å være i kontakt og tilknytning til vann, natur og andre levende vesener. I popularisert form i boka Biophilia (1984) skrevet av biologen Edward O Wilson og i The biophilia hypothesis (Stephen R Kellert og Edward O.Wilson, 1993). Biofiliahypotesen blir også anvendt innen evolusjonspsykologi. Jo flere tekniske innretninger vi skaffer oss og mer tid vi tilbringer innendørs i arbeid og fritid, foran dataskjermer og smarttelefoner, i biler eller i offentlige transportmidler, desto mer blir vi frakoblet den naturen vi gjennom evolusjonen er knyttet sammen med. Maten handler vi i butikker og kjøpesentre ferdig innpakket i plast, og vi har liten forståelse og kunnskap om hvordan maten blir produsert og vekstfaktorer som er nødvendige. Det urbane menneske fjerner seg mer og mer fra den naturen vi tidligere var en del av.
I biofile byer legges det vekt på å utnytte økologiske prinsipper i grønn natur og blå natur. Det blir laget vegetasjonskorridorer som dyr kan bevege seg i mellom habitater for å motvirke effekten av habitatfragmentering
Mennesket er en biofil organisme som trives best i nærvær av planter og natur. I parker, eller sammen med stueplanter og planter på balkonger og i hager, i urbant landbruk med dyrking av grønnsaker eller bærbusker og frukttrær, eller sammen kjæledyr. For mange mennesker kan det hektiske urbane representere et betydelig stress. Parker og grøntområder i byer og de nærmeste omgivelsene er viktig både for den psykiske og fysiske helsen til bymenneskene. Samtidig gir de leveområder for planter og dyr som har tilpasset seg de urbane økosystemer. Bare asfalt, betong, murstein, takstein, takrenner, stål og glass kan virke tyngende.
Grønne tak og vertikale hager
«Grønne tak» gir avkjøling om sommeren og med blomster kan de gi mat til insekter, og bidra til bedre forvaltning av vannressurser. «Vertikale hager» hvor man dyrker planter i krukker på husvegger, espalier eller gjerder, og som danner en vertikal plantevegg. Ettårige og flerårige klatreplanter med røttene i jordsmonnet under veggen er en annen mulighet. Planter i vertikale hager trenger mer vanning siden de er mer utsatt for vær og vind. Og som alle planter er de avhengig av gjødsling.
"Grønne og blå" byer kan kombineres med systemer for behandling av nedbør, også styrtregn som det blir mere av, og hvor vannressursene tas vare på og utnyttes i tider med tørke. I rørsystemer hvor overflatevann fraktes sammen med kloakk blir de overbelastet og kloakk kan renne ut i omgivelsene, jord, vann og sjø. Kloakk bringer med seg sykdomsfremkallende organismer, og inneholder mye nitrogen og fosfor som gir algeoppblomstring i vann og vassdrag med tilhørende eutrofiering.