Lesní ekosystém můžeme popsat jako oblast v krajině, kde dominují stromy a kde se vyskytují živé organismy, které vzájemně interagují a také reagují na okolní prostředí. Lesní ekosystém není ovšem jen souhrnem jednotlivých složek (rostlin a živočichů), ale spíše komplexním systémem propojených procesů.
Hlavní funkcí takového ekosystému je produkce biomasy prostřednictvím fotosyntézy. Procesu, při kterém zelené rostliny, řasy a některé bakterie přeměňují světelnou energii na energii chemickou. V průběhu fotosyntézy tyto organismy využívají sluneční světlo, oxid uhličitý a vodu k výrobě glukózy (cukru) a kyslíku. Tento proces probíhá v chloroplastech, které obsahují chlorofyl, pigment zachytávající světlo. Fotosyntéza je zásadní pro život na Zemi, protože poskytuje kyslík pro dýchání a organickou hmotu jako základ potravního řetězce.
Množství biomasy závisí na celkové ploše listů a efektivitě fotosyntézy, ale především na dostupnosti živin, vody a světla. Biomasa pak slouží jako energetický zdroj pro některé organismy, je využívána při respiraci, přispívá k tvorbě půdní organické hmoty nebo odumírá.
V lesních ekosystémech lze pozorovat různé potravní a energetické vazby, kde jsou všechny složky propojeny koloběhem látek a tokem energie. Ekosystém se neustále vyvíjí a jako otevřený systém vyměňuje energii a látky s okolními ekosystémy včetně atmosféry.
Struktura lesního ekosystému zahrnuje jak živé, tak neživé složky a je patrná jak v horizontálním, tak vertikálním uspořádání rostlinných společenstev. Vertikální strukturu tvoří různá lesní patra, každé s vlastními specifickými společenstvy. Rostlinná složka ekosystému je závislá na interakcích s ostatními částmi ekosystému. Složení vegetace ovlivňují nejen živočichové, ale také klima dané lokality, poloha, svažitost terénu, biomasa, půdní vlastnosti a další faktory.
Zároveň s tím, vzniká v ekosystémech mnoho mezidruhových vztahů, které mohou být jak negativní, tak prospěšné. Mohou existovat i vztahy, kdy jeden organismus působí nepříznivě na druhý (amensalismus), nebo kdy jeden druh těží z aktivit druhého, aniž by mu škodil (komensalismus).
Příkladem amensalismu může být například Ořešák černý (Juglans nigra), který vylučuje látku zvanou juglon, která potlačuje růst mnoha druhů bylin a keřů v jeho blízkosti. Juglon se uvolňuje z kořenů, listů a kůry stromu a negativně ovlivňuje jiné rostliny tím, že narušuje jejich metabolické procesy.
Obdobným příkladem může být i Trnovník Akát (Robinia pseudoacacia), původem ze Severní Ameriky, který produkuje látky, které mohou omezovat nebo dokonce potlačovat růst jiných rostlin v jeho okolí, což je forma chemické konkurence známá jako alelopatie.
Příkladem komensalismu v lesním ekosystému je vztah mezi epifytickými rostlinami, jako jsou některé druhy lišejníků, a stromy, na kterých rostou. Epifyty využívají stromy jako fyzickou oporu, aby se dostaly blíže ke slunečnímu světlu. Stromy poskytují epifytům místo k životu, aniž by byly přímo ovlivněny, protože epifyty neberou živiny z hostitelského stromu, pouze ho využívají jako substrát. V tomto vztahu mají epifyty prospěch z lepšího přístupu ke světlu a vzdušné vlhkosti, zatímco strom není tímto vztahem nijak negativně ovlivněn.
Jedním z příkladů epifytu je lišejník, běžně známý jako Provazovka, lidově Krakonošovy vousy. Tento lišejník roste často na kmenech a větvích stromů, zejména dubů, javorů a jasanů.