Biodiversiteit of biologische diversiteit is een graad van verscheidenheid aan levensvormen binnen een gegeven ecosysteem, bioom, geografisch gebied of de gehele planeet. Biodiversiteit omvat de verscheidenheid aan verschillende ecosystemen, de verscheidenheid aan verschillende soorten binnen een ecosysteem en de genetische variatie binnen een soort.
Een veelgebruikte maat voor biodiversiteit van een gebied is de soortenrijkdom van een bepaalde groep soorten (zoals planten, vogels, algen). De biodiversiteit van een ecosysteem wordt vaak gebruikt als een indicator voor de gezondheid ervan. Daarvoor wordt de aanwezige biodiversiteit vergeleken met historische gegevens of gegevens uit vergelijkbare gebieden. De grootste bedreiging wereldwijd voor biodiversiteit wordt gevormd door invasieve exoten, habitatverlies en overexploitatie.
Biodiversiteit hangt nauw samen met het klimaat. Zo zijn onder de terrestrische habitats, de tropische regio’s typisch veel soortenrijker dan de polaire regio’s.