Экологи́ческая токсиколо́гия (экотоксикология), наука об окружающей среде, которая изучает токсические эффекты различных вредных химических веществ (экотоксикантов) на живые организмы (от микроорганизмов, до высших животных) на уровне популяций или даже экосистемы в целом, выявляет источники поступления экотоксикантов в окружающую среду и их распространение, в том числе токсические эффекты веществ, мигрирующих по трофическим цепям, прогнозирует их влияние на экологические системы, прослеживая их транспортировку, трансформацию и удаление из окружающей среды, а также рассматривает проблемы, связанные с особенностями взаимодействия экотоксикантов с биотическими и абиотическими элементами природы.

Экотоксикология использует собственные понятия (экотоксикант, поллютант, суперэкотоксикант и др.), а также понятия общей экологии (экосистема, биоценоз, биотоп, биосфера и др.), общей токсикологии (яд, токсичность, опасность, токсический эффект и др.). Экотоксикология отличается от токсикологии тем, что не рассматривает вопросы отравления конкретного организма, а занимается исследованием влияния экотоксикантов на биологические объекты окружающей среды.

Термин «экотоксикология» был впервые введён в научный обиход в 1969 г. Международным научным комитетом по проблемам окружающей среды (SCOPE), который в работе «Принципы экотоксикологии», подготовленной в 1978 г., предложил рассматривать экотоксикологию как ответвление токсикологии (науки об изучении воздействия ядов на отдельные организмы) в сторону экологических эффектов различных химических веществ на экосистемы (Principles of Ecotoxicology // Environmental Conservation. 1980. Vol. 7, № 3. P. 254–255). Это стало отправной точкой в выделении экотоксикологии в самостоятельную науку.

Экотоксикантами являются не все опасные яды: зарин, зоман, фосген, синильная кислота и некоторые другие боевые отравляющие вещества не считаются экотоксикантами. А диоксид углерода, например, количество которого в атмосфере связано с деятельностью человека, относится к экотоксикантам, т. к. может прямо или косвенно влиять на состояние популяций и биоценозов.

Повышение концентрации СО₂ в атмосферном воздухе вызывает парниковый эффект, который приводит к потеплению и изменению климата, вследствие чего повышается уровень Мирового океана и возрастают темпы опустынивания сельскохозяйственных земель.

К числу приоритетных экотоксикантов относятся загрязняющие воздух газы (NO₂, SO₂, CO, углеводороды, фреоны) и пыль (асбестовая, угольная, кремниевая и др.), загрязнители воды и почвы (тяжёлые металлы, хлорорганические и ртутьорганические пестициды, нитраты, фосфаты, нефть и нефтепродукты, органические растворители, низкомолекулярные галогенированные углеводороды, полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, диоксины и др.). Эти соединения становятся экотоксикантами, когда их концентрация в окружающей среде становится достаточной для запуска токсических процессов. Даже малотоксичные химические соединения способны стать экотоксикантами, если они характеризуются высокими количествами в окружающей среде, обладают значительной стойкостью, способны к миграции в биосфере и к накоплению в биологических объектах.

Цель экотоксикологии – создание оптимальных условий жизни для человека, животных и растений на основе мероприятий по минимизации и нейтрализации вредных воздействий экотоксикантов. В задачи экотоксикологии входит оценка опасности экотоксикантов для человека и для биосферы, выявление источников экотоксикантов, разработка лечебных мероприятий.

Методами экотоксикологии являются биоиндикация (оценка качества окружающей среды), биотестирование (экспериментальное исследование действия экотоксикантов), мониторинг состояния биосферы и здоровья человека, качественное и количественное определение экотоксикантов в окружающей среде и в живых организмах, установление экологических норм и предельно допустимых концентраций экотоксикантов. Экотоксикологическая оценка риска представляет собой относительно новое направление научного познания, но является одной из главных мировых тенденций развития методологии контроля качества природной среды и экологической опасности. Экотоксикология использует полевые исследования территорий, подверженных химическому загрязнению; экспериментальное изучение механизмов токсического действия на компоненты природных биоценозов; теоретическую разработку концепции устойчивости природных систем.

Экотоксикология тесно связана с достижениями аналитической и экологической химии. Для решения проблем экотоксикологи ведут совместные исследования с химиками, биологами, экологами, аграрниками и медиками.