种群密度是种群最基本的数量特征，它是指种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度的常用调查方法主要有
数量调查法和取样调查法。数量调查法是一种直接计数的方法，适用于一些大型而明显易见的生物，直接计数全部的个体。例如，人口普查；调查校园中的芒果树数目；航空摄影调查草原上的羚羊或海滩上的海豹数等。但对于绝大多数的种群，直接计数全部个体是非常困难的，研究者只能抽取一部分样本来作为代表性的数量特征，用以估计种群总体的密度，这种方法称为取样调查法，例如
样方法和
标志重捕法。
种群密度调查则是构建种群数量变化模型的基础，其方法有两种：一种是直接逐个计数法，适用分布范围小、个体较大的种群，统计的结果完全符合实际值，是一种精准的方法。但在一般情况下，由于种群个体数繁多，其大小不一，再加之因动物的
穴居、隐藏和飞翔等原因，逐一计数是很困难的，这时常常只计数种群的一小部分，用来估计整个种群的种群密度，这种方法称为取样调查法（
估算法），这就是经常用到的另一种方法。
取样调查法是从被调查的总体全部单位中抽取一部分单位（
样本）来进行调查，并以样本特征值来推算总体特征值的一种调查方法，不同种类的生物取样调查的方法也存在着差异。
样方法是估算种群密度最常用的方法之一，其原理是：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估值。
标志重捕法是估算动物种群密度常用的方法之一，其原理是：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原环境，经过一段时间后再进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体占总个体数的比例，来估计种群密度。即若将该地段种群个体总数记为N，其中标志数（重捕前放回的标志个体数）为M，重新捕获的个体数为n，重捕中被标志的个体数为m，则有N：M=n：m。
在一个封闭的种群里，随着连续的捕捉，种群数量逐渐减少，同等的捕捉力量所获取的个体数逐渐降低，逐次捕捉的累积数就逐渐增大。当单位努力的捕捉数等于零时，捕获累积数就是种群数量的估计值。
通过显微镜利用
血细胞计数板进行较大单细胞微生物计数的操作方法，称为显微镜直接计数法。这是一种常用的徽生物计数方法，此种方法简便、快速、直观。显微镜直接计数法是将少量待测样品的悬浮液置于一种特别的具有确定面积和容积的载玻片上（
血球计数板），在显微镜下直接计数，然后推算出含菌数的方法。血球计数板是常用的计菌器之一，有两种规格：一种规格是 2mm x 2mm x 0.1mm方格，另一种规格是1mm x 1mm x 0.1mm方格。
取样调查法介绍的是估算种群绝对密度的主要方法，有时候只需要了解种群数量的相对高低，即单位面积或空间内种群的相对数量，称为
相对密度。调查相对密度的方法可以用黑光灯诱捕趋光性昆虫，统计一晚内捕获的数量；统计一个月内某片森林中出现的鸟巢的数量；统计某段时间内某种鸟的鸣叫次数；渔船在同一海域相同时期的捕鱼量；还可以调查动物制品收购数量，如毛皮数等。例如，美洲兔和
加拿大猞猁的数量变动分别为9年和10年周期，就是在分析百余年的毛皮收购数字后被证实的。