空间异质性（spatial heterogeneity）是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。

空间异质性生态学领域应用广泛，其含义和用法亦有多种。具体地讲，空间异质性一般可以理解为是空间缀块性（patchiness）和梯度(gradient)的总和。而缀块性则主要强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置的关系，比异质性在概念上更加具体。因此，空间格局，异质性和缀块性在概念上和实际应用中都是相互联系，但又略有区别的一组概念。最主要的共同点在于它们都强调非均质性以及对尺度的依赖.

空间异质性高,意味着有更加多样的小生境,能允许更多的物种共存。

（一）非生物环境的空间异质

Harman研究了淡水软体动物与空间异质性的相关性，他以水体底质的类型数作为空间异质性的指标，得到了正的相关关系：底质类型越多，淡水软体动物种数越多。植物群落研究中大量资料说明，在土壤和地形变化频繁的地段，群落含有更多的植物种，而平坦同质土壤的群落多样性低。

（二）植物空间异质性

MacArthur等曾研究鸟类多样性与植物的物种多样性和取食高度多样性之间的关系。取食高度多样性是对植物垂直分布中分层和均匀性的测度。层次多，各层次具更茂密的枝叶表示取食高度多样性高。结果发现：鸟类多样性与植物种数的相关，不如与取食高度多样性相关紧密。因此，根据森林层次和各层枝叶茂盛度来预测鸟类多样性是有可能的，对于鸟类生活，植被的分层结构比物种组成更为重要。

在草地和灌丛群落中，垂直结构对鸟类多样性就不如森林群落重要，而水平结构，即镶嵌性或斑块性（patchiness）就可能起决定作用

（三）空间分异性

某属性（y）的空间分异性可用地理探测器q-statistic来检验：

这里，总体（population）被划分为h = 1, ..., L个层（strata），即L个子区域或L个子总体。N 和分别表示总体大小及其方差。q值有明确的物理含义：q= 0 表示不存在空间分层（分异），q = 1表示存在空间分异，q[0, 1]值大小表示属性（y）的`方差被分层（x）解释的百分比。