Đa dạng sinh học toàn cầu là thước đo đa dạng sinh học trên hành tinh Trái Đất và được định nghĩa là tổng số biến thể của các dạng sống. Hơn 99% của tất cả các loài từng sống trên Trái Đất được ước tính là đã tuyệt chủng. Các ước tính về số lượng loài hiện nay trên Trái Đất nằm trong khoảng từ 2 triệu đến 1000 tỉ, trong đó khoảng 1,74 triệu đã được lập cơ sở dữ liệu cho đến nay và hơn 80% vẫn chưa được mô tả. Dạo gần đây, vào tháng 5 năm 2016, các nhà khoa học đã báo cáo rằng 1 nghìn tỷ loài được ước tính hiện có trên Trái Đất mới chỉ một phần nghìn của một phần trăm đã được mô tả. Tổng số lượng các cặp base DNA trên Trái Đất, ước tính gần đúng với đa dạng sinh học toàn cầu, ước tính là 5.0 x 10 37, và nặng 50 tỷ tấn. Trong khi đó, tổng khối lượng của sinh quyển được ước tính là khoảng 4 TtC (nghìn tỷ tấn carbon). Trong các nghiên cứu liên quan khác, khoảng 1,9 triệu loài còn tồn tại được cho là đã được mô tả đến nay, nhưng một số nhà khoa học tin rằng 20% là cùng loài, giảm tổng số loài được mô tả hợp lệ xuống còn 1,5 triệu. Vào năm 2013, một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science ước tính có khoảng 5 ± 3 triệu loài còn tồn tại trên Trái Đất. Một nghiên cứu khác, được công bố vào năm 2011 bởi PLoS Biology, ước tính có 8,7 triệu ± 1,3 triệu loài sinh vật nhân chuẩn trên Trái Đất. Khoảng 250.000 loài hóa thạch hợp lệ đã được miêu tả, nhưng đây được cho là một tỷ lệ nhỏ trong số tất cả các loài đã từng tồn tại. Đa dạng sinh học toàn cầu bị ảnh hưởng bởi sự tuyệt chủng và đặc tính. Tỷ lệ tuyệt chủng nền khác nhau giữa các đơn vị phân loại nhưng người ta ước tính rằng mỗi loài tồn tại được 1 triệu năm thì có một tuyệt chủng. Ví dụ, các loài động vật có vú thường tồn tại trong 1 triệu năm. Đa dạng sinh học đã phát triển và thu hẹp trong quá khứ của Trái Đất do (có lẽ) các yếu tố phi sinh học như các sự kiện tuyệt chủng gây ra bởi những thay đổi địa chất nhanh chóng từ khí hậu. Biến đổi khí hậu 299 triệu năm trước là một trong những sự kiện như vậy. Khí hậu lạnh và khô đã dẫn đến sự sụp đổ thảm khốc của rừng nhiệt đới và sau đó là sự mất mát lớn về tính đa dạng, đặc biệt là các loài lưỡng cư.