关键种是指珍稀、特有、庞大的，对其他物种具有不成比例影响的物种。它们在维护生态系统的多样性和稳定性上起着重要作用。如果它们消失或削弱，整个生态系统可能要发生根本性变化。关键种有两个显著特点，它的存在对于维持生态系统群落的组成和多样性具有决定性作用，它与群落中的其他物种相比是非常重要的，但又是相对的。关键种（keystone species）是它们的消失或削弱能引起整个群落和生态系统发生根本性的变化的物种。关键种的个体数量可能稀少，但也可能多，其功能或是专一的也可能是多样的。关键种是生态学研究，特别是生物保护学研究中的一个研究热点。关键种可以是为了最大程度地保护生物多样性而进行优先保护的目标。

物种在生态系统中的作用是不同的，其中有一些种类在生态系统中的作用远远超过了它们的生物量在生态系统中的比例，这些种类称为关键种。关键种与优势种都在维护生物多样性和生态系统稳定方面起重要作用，区别在于关键种的生物量比例小，而优势种的生物量大。根据关键种的作用方式，大致可以划分出以下类型：关键捕食者、关键猎物、关键植食者、关键资源、关键竞争者、关键共生者、关键病原体/寄生物、关键修饰者。

1962-1964年，美国华盛顿大学的Paine在Mukkaw海湾及加利福尼亚等地的岩石潮问带，进行了海洋生物群落的捕食关系及物种多样性研究。去除群落中的捕食者海星(Pisaster ocbraceus)后，原为被捕食者的贻贝(Banlaus glandula)随即占据了大部分领域，其空间占有率由60%增加到80% .但9个月后，贻贝又被牡蛎(Mytilus californianu )和藤壶(Mitella polimerus)所排挤。底栖藻类、附生植物、软体动物由于缺乏适宜空间或食物而消失，群落系统组成由15个物种降至8个物种，营养关系变得简单化。

Paine 的实验表明，群落中单一物种(如这里的贻贝) 对必要生存条件(如空间) 的垄断往往受到捕食者(如海星) 的阻止，这种阻止效率以及捕食者的数量影响着系统中的物种多样性。若捕食者缺失或实验性地移走，系统的多样性将降低。从这个意义上来说，位于食物链上端的捕食者的存在，有利于保持群落的稳定性和高的物种多样性。

如Menge把“群落中独立确定被捕者结构格局(包括分布、多度、组成个体大小和多样性)的某个捕食者”称为关键种；Mills等则认为，关键种应具备两个明显标志：第一，它们的存在对保持其所在生物群落的组成、结构及多样性至关重要；第二，这些种与群落的其它成员紧密相关。对关键种的定义是指一旦灭绝将会引起连锁反应，并导致生物多样性减少，和某一生态系统功能的紊乱，在很多方面对维护生态系统的功能起着重要的作用。

在群落生态学中的定义为：对群落结构和功能有重要影响的物种。这些物种从群落中消失会使得群落结构发生严重改变，可能导致物种的灭绝和多度剧烈变化。

在昆虫学上则定义为：对特定群落结构的特征与变化起决定作用的昆虫种类。