Es una ciencia sintética en la que se pueden estudiar efectos en niveles de organización biológica desde el molecular (p.ej., inhibición enzimática por contaminantes), la población (p.ej., extinción local) hasta la biosfera (p.ej., calentamiento global). El destino y transporte de los contaminantes es estudiado por los niveles de escala física de organización: química (p.ej., especiación de metales disueltos), al hábitat (p.ej., acumulación de contaminantes en hábitats receptores) hasta la la biosfera (p.ej., arrastre global de pesticidas volátiles).
Puede haber una confusión compleja entre las escalas y especialidades asociadas, pero todo se vuelve coherente al explicar como los procesos a un nivel inferior producen consecuencias en el nivel superior inmediato. Estudiar los efectos en niveles más bajos de la jerarquía conceptual (bioquímicos) son más manejables (y se les puede atribuir una causa más fácilmente) que a efectos de nivel más alto como la biosfera. Efectos detectados a niveles más bajos pueden indicar el potencial del surgimiento de un efecto ecotoxicológico (Newman, 2001).