Uma espécie fundamental é uma espécie que desempenha um papel crítico na manutenção da estrutura de uma comunidade ecológica e cujo impacto na comunidade é maior do que o esperado com base em sua abundância relativa ou total biomassa. Sem as espécies-chave, o comunidade ecológica ao qual pertence seria grandemente alterado e muitas outras espécies seriam negativamente impactadas.
Em muitos casos, uma espécie fundamental é um predador. A razão para isto é que uma pequena população de predadores é capaz de influenciar a distribuição e o número de muitas espécies de presas. Predadores não afetam apenas presas populações reduzindo seus números, mas eles também alteram o comportamento das espécies de rapina - onde elas procuram, quando estão ativas e como selecionam habitats, como tocas e criadouros.
Embora os predadores sejam espécies-chave em comum, eles não são os únicos membros de uma comunidade ecológica que podem desempenhar esse papel. Os herbívoros também podem ser espécies-chave. Por exemplo, no Serengeti,
elefantes agem como espécies-chave ao comer mudas jovens, como a acácia, que crescem nas vastas pastagens. Isso mantém as savanas livres de árvores e impede que gradualmente se torne uma floresta. Além disso, ao gerenciar a vegetação dominante na comunidade, os elefantes garantem que as gramíneas prosperem. Por sua vez, uma grande variedade de outros animais se beneficia, como gnus, zebras e antílopes. Sem gramíneas, as populações de ratos e musaranhos seriam reduzidas.O conceito de uma espécie fundamental foi introduzido pela primeira vez pelo professor da Universidade de Washington, Robert T. Paine em 1969. Paine estudou uma comunidade de organismos que habitavam a zona entremarés ao longo da costa do Pacífico em Washington. Ele descobriu que uma espécie, a estrela do mar carnívora Pisaster ocraceous, desempenhou um papel fundamental na manutenção do equilíbrio de todas as outras espécies da comunidade. Paine observou que se Pisaster ocraceous foi removido da comunidade, as populações de duas espécies de mexilhão dentro da comunidade cresceram sem controle. Sem um predador para controlar seu número, os mexilhões logo tomaram conta da comunidade e expulsaram outras espécies, reduzindo bastante a diversidade da comunidade.
Quando uma espécie-chave é removida de uma comunidade ecológica, ocorre uma reação em cadeia em muitas partes da comunidade. Algumas espécies se tornam mais numerosas, enquanto outras sofrem declínios populacionais. A estrutura da planta da comunidade pode ser alterada devido ao aumento ou diminuição da navegação e pastagem de certas espécies.
Semelhante às espécies-chave são as espécies guarda-chuva. As espécies guarda-chuva são espécies que protegem muitas outras espécies. Por exemplo, uma espécie de guarda-chuva pode exigir uma grande quantidade de habitat. Se a espécie guarda-chuva permanecer saudável e protegida, essa proteção também protegerá uma série de espécies menores.
As espécies-chave, devido à sua influência proporcionalmente grande na diversidade de espécies e na estrutura da comunidade, tornaram-se um alvo popular dos esforços de conservação. O raciocínio é sólido: proteja uma das espécies principais e, ao fazê-lo, estabilize uma comunidade inteira. Mas a teoria das espécies-chave continua sendo uma teoria jovem e os conceitos subjacentes ainda estão sendo desenvolvidos. Por exemplo, o termo foi originalmente aplicado a uma espécie predadora (Pisaster ocraceous), mas agora o termo 'pedra angular' foi estendido para incluir espécies de presas, plantas e até recursos de habitat.