Mais même si les questions environnementales étaient débattues, l’étude scientifique de l’écologie en était encore à ses balbutiements. L'écologie est l'étude des relations entre les organismes et leur environnement. Dune a contribué à populariser le concept d’écologie et à sensibiliser l’opinion à l’équilibre délicat entre les humains et le monde naturel.
Le roman se concentre sur la planète désertique Arrakis, un monde rude et inhospitalier où l'eau est rare et où la seule ressource précieuse est une drogue appelée épice. La planète abrite une variété de créatures qui se sont adaptées à un environnement hostile, notamment les vers des sables géants qui vivent sous la surface du sable.
Le roman d’Herbert, qui commence par la phrase « Au commencement, il y avait des épices », décrit un écosystème désertique vaste et complexe qui abrite de nombreuses formes de vie complexes, toutes dépendantes des épices pour survivre. Dune décrit une écologie désertique dans laquelle les organismes ne sont pas nécessairement en compétition les uns avec les autres mais dépendent plutôt les uns des autres pour survivre.
La description qu'Herbert fait d'Arrakis comme un écosystème fragile dans lequel l'intervention humaine a des conséquences désastreuses fait écho aux préoccupations du mouvement environnementaliste.
Le portrait du peuple Fremen, qui vit en harmonie avec l'environnement désertique, souligne également l'importance du respect de la nature et de la reconnaissance de l'interdépendance de toute vie.
En ce sens, Dune a donné un premier aperçu des interactions complexes entre les organismes et leur environnement, soulignant les conséquences considérables des actions humaines sur le monde naturel.
Dune a inspiré de nombreux lecteurs à réfléchir plus profondément aux relations entre les humains et l’environnement naturel, et le roman est largement considéré comme l’une des œuvres de science-fiction les plus influentes jamais écrites.