Bien que les arbres soient les organismes les plus grands et les plus productifs des forêts, l’écosystème forestier est bien plus qu’une population d’arbres poussant sur les terres. Les forêts fournissent également un habitat à une foule d’autres espèces de plantes, ainsi qu’à de nombreux animaux et micro-organismes. La plupart de ces espèces associées ne peuvent vivre nulle part ailleurs; elles ont un besoin absolu d’habitat forestier. Souvent, ce besoin est très spécifique, comme lorsqu’une espèce d’oiseau a besoin d’un type particulier de forêt, en termes d’espèces d’arbres, d’âge et d’autres conditions.
Par exemple, la paruline de Kirtland (Dendroica kirtlandii) est une espèce d’oiseaux en voie de disparition qui ne niche que dans des peuplements de pin gris (Pinus banksiana) d’un âge et d’une densité particuliers dans le nord du Michigan. Cet oiseau chanteur ne se reproduit dans aucun autre type de forêt, y compris les peuplements de pins gris plus jeunes ou plus âgés. De même, la chouette tachetée (Strix occidentalis), en voie de disparition, n’est présente que dans certains types de forêts de conifères anciennes de l’ouest de l’Amérique du Nord. Ces mêmes forêts anciennes abritent également d’autres espèces qui ne peuvent pas exister dans les peuplements plus jeunes, par exemple certaines espèces de lichens, de mousses et d’hépatiques.
Habituellement, cependant, les nombreuses espèces présentes dans les forêts ont une tolérance écologique plus large, et elles peuvent en fait nécessiter une mosaïque de différents types d’habitats. Dans l’est de l’Amérique du Nord, par exemple, le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) se débrouille bien dans un mélange d’habitats. Ils ont besoin d’avoir accès à des peuplements relativement jeunes et de succession avec une nourriture abondante et nutritive pour cette espèce, ainsi qu’à un habitat refuge de forêts matures avec certaines zones dominées par des conifères qui ont une profondeur de neige moins profonde en hiver. De même, la gélinotte huppée (Bonasa umbellus) se porte mieux sur un paysage qui présente un damier de peuplements de divers âges, y compris une forêt mature dominée par le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) avec quelques conifères mélangés.
De manière plus générale, les forêts constituent l’habitat essentiel de la plupart des espèces de plantes, d’animaux et de microorganismes de la Terre. Cela est particulièrement vrai pour les forêts tropicales humides. Les réductions récentes de la superficie forestière, qui depuis les années 1950 ont été principalement associées à la conversion de la forêt tropicale en utilisation des terres agricoles, constituent un problème environnemental critique en termes de pertes de biodiversité. La déforestation a également des implications importantes pour le changement climatique et l’accès aux ressources naturelles.