La production primaire est la vitesse à laquelle se biosynthétise au niveau de la biomasse une quantité donnée de matière organique à partir de matière minérale et d'un apport d'énergie. C'est un flux exprimé en masse de carbone assimilé par unité de temps[2]. Cette production de matière organique s'effectue principalement grâce à la photosynthèse (la chimiosynthèse étant beaucoup moins répandue). Dans un écosystème, la productivité primaire est réalisée par les producteurs primaires également appelés autotrophes. Il s'agit du premier maillon d'une chaine alimentaire dans un réseau trophique. Les producteurs primaires sont principalement des plantes dans les écosystèmes terrestres et des algues dans les écosystèmes aquatiques. Les écologues distinguent deux sous-ensembles de production primaire : la Production Primaire Brute et la Production Primaire Nette.
La productivité primaire exprime la production primaire (P) par rapport à la biomasse (B). Le rapport inverse B/P est appelé turn-over ou taux de renouvellement de la biomasse, indicateur qui reflète le temps nécessaire au remplacement de toute la biomasse présente dans un écosystème[3].
La production secondaire correspond à la production de matière vivante par les producteurs secondaires également appelés hétérotrophes, et qui regroupent les consommateurs (en) (herbivores, carnivores), les détritivores et les décomposeurs. Comme pour la production primaire, les écologues définissent une production secondaire brute et, après déduction de la respiration, une production secondaire nette. Ils étudient également la productivité secondaire.