thumb|alt=Vue d'artiste de la Terre et citation de Lovelock| — James Lovelock.
L'hypothèse Gaïa, appelée également hypothèse biogéochimique, est une hypothèse controversée, initialement avancée en 1970 par le climatologue anglais James Lovelock en collaboration avec la microbiologiste américaine Lynn Margulis, mais également évoquée par d'autres scientifiques avant eux, selon laquelle la Terre serait .
L'ensemble des êtres vivants sur Terre formerait ainsi un vaste superorganisme réalisant l'autorégulation de ses composants pour favoriser la vie. Un exemple cité par Lovelock à l'appui de son hypothèse est la composition de l'atmosphère, qui aurait été autorégulée au cours du temps de manière à permettre le développement et le maintien de la vie.
L'hypothèse Gaïa, qui s'est déclinée en plusieurs théories, repose sur un modèle scientifique qui se fonde sur plusieurs constatations écologiques, climatologiques, géologiques ou encore biologiques , appelé science du système Terre. Il en résulte un pronostic alarmiste quant à l'avenir de la biosphère, face au défi du changement climatique notamment.
L'hypothèse Gaïa est développée par James Lovelock dans plusieurs ouvrages : La Terre est un être vivant, l'hypothèse Gaïa (1979) ; Les Âges de Gaïa (1990) ; Gaïa. Une médecine pour la planète (2001) et La Revanche de Gaïa (2006), ce dernier brosse le tableau d'une planète devenue inhabitable pour l'homme. D'autres scientifiques, comme Lynn Margulis, reprennent l'hypothèse Gaïa, qui, depuis les travaux de Lovelock, a fait l'objet d'une abondante littérature scientifique et philosophique. Du modèle géobiochimique est née la géophysiologie qui, dans la continuité de l'hypothèse Gaïa, propose d'étudier toutes les interactions existantes au sein du système-Terre.
Écologie globale
Le modèle de Lovelock est né d'une multitude de constatations scientifiques de toutes disciplines, s'échelonnant principalement de 1965 à 2000 et dont l'ensemble constitue ce que Mitchell Rambler, René Fester et Lynn Margulis ont nommé l'« écologie planétaire » (Global Ecology).