Dù không dễ thấy, nhưng nấm lại có mặt ở tất cả các môi trường trên Trái Đất và đóng một vai trò rất quan trọng trong hệ sinh thái. Cùng với vi khuẩn, nấm là sinh vật phân hủy chính ở hầu hết các hệ sinh thái trên cạn (và một số là ở dưới nước), bởi vậy nên chúng cũng có vai trò quan trọng các chu trình sinh địa hóa và ở nhiều lưới thức ăn. Khi sống hoại sinh hay cộng sinh, chúng phân hủy những vật chất hữu cơ thành những phân tử vô cơ, rồi sau đó những chất này sẽ được đồng hóa ở thực vật hay những sinh vật khác [13][14].

Cộng sinh

Nấm có mối quan hệ cộng sinh với hầu hết tất cả các giới [15][16][17]. Quan hệ của chúng có thể hỗ trợ hoặc đối nghịch nhau, hay với những nấm hội sinh thì không đem lại bất cứ lợi ích hay tác hại rõ ràng nào đối với vật chủ [18][19][20].

Với thực vật

Nấm rễ là một hình thức cộng sinh giữa thực vật và nấm, chia làm hai loại: nấm rễ trong (endomycorrhiza, tức nấm ký sinh đơn bào sống bên trong tế bào rễ cây) và nấm rễ ngoài (ectomycorrhiza, tức rễ của nấm bám dày đặc xung quanh đầu rễ cây và xâm nhập vào giữa các tế bào rễ cây). Đây là quần hợp nấm-thực vật được biết nhiều nhất và đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của thực vật cũng như nhiều hệ sinh thái, hơn 90% các loài thực vật có quan hệ với nấm theo hình thức nấm rễ và phụ thuộc vào mối quan hệ này để tồn tại[21][22][23]. Sự cộng sinh nấm rễ đã có lịch sử xa xưa, ít nhất là từ hơn 400 triệu năm về trước [24]. Chúng thường làm tăng khả năng hấp thu các hợp chất vô cơ của thực vật, như nitrat và photphat, từ những đất có nồng độ những nguyên tố thiết yếu thấp[25]. Ở một số nấm rễ, thành phần nấm có thể đóng vai trò trung gian giữa thực vật với thực vật, vận chuyển carbohydrate và các chất dinh dưỡng khác. Những cộng đồng nấm rễ đó được gọi là "mạng lưới nấm rễ chung"[26]. Một số nấm có khả năng kích thích sự sinh trưởng của cây bằng cách tiết ra các hoóc môn thực vật như axít idolaxetic (IAA) [27].

Địa y là dạng cộng sinh giữa nấm (hầu hết các loài nấm nang và một số nấm đảm) với tảo hay vi khuẩn lam (gọi chung là đối tác quang hợp), trong đó những tế bào quang hợp được gắn vào những mô nấm [28]. Giống với nấm rễ, những đối tác quang hợp sẽ cung cấp cacbohyđrat được tạo ra trong quá trình quang hợp, đổi lại nấm cung cấp cho chúng các chất khoáng và nước. Những chức năng của toàn bộ cơ thể địa y gần như giống hệt với một cơ thể đơn độc. Địa y là những sinh vật tiên phong và xuất hiện ở những nơi nguyên thủy như đá tảng hay nham thạch núi lửa đã nguội. Chúng có thể thích nghi cực tốt với những điều kiện khắc nghiệt như giá lạnh hay khô hạn và là những ví dụ tiêu biểu nhất của sự cộng sinh[27].

Một số loài nấm sống trong cây có thể tiết ra những độc tố nấm để ngăn cản những động vật ăn cỏ ăn vật chủ của chúng[29].

Với côn trùng

Nhiều côn trùng có mối quan hệ hỗ trợ với nhiều loại nấm. Vài loại kiến trồng những loài nấm thuộc bộ Nấm mỡ (Agaricales) để làm nguồn thức ăn chính, trong khi đó những loài bọ cánh cứng Ambrosia trồng nhiều loài nấm trong lớp vỏ cây mà chúng cư trú [30]. Loài mối ở xavan châu Phi cũng được biết có khả năng trồng nấm [31].

Mầm bệnh và ký sinh

Tuy vậy, nhiều loại nấm lại ký sinh trên con người, thực vật, động vật và nấm khác. Những loài nấm gây bệnh trên cây trồng có thể gây thiệt hại rộng lớn cho ngành nông nghiệp và lâm nghiệp, ví dụ như nấm đạo ôn (Magnaporthe oryzae) gây bệnh cho lúa[32], Ophiostoma ulmi và Ophiostoma novo-ulmi gây ra bệnh du Hà Lan[33], còn Cryphonectria parasitica là nguyên nhân của bệnh thối cây dẻ[34]. Những loài gây bệnh cho cây thuộc các chi Fusarium, Ustilago, Alternaria và Cochliobolus[19], còn những loài có khả năng gây bệnh cho người lại thuộc các chi như Aspergillus, Candida, Cryptoccocus[20][35][36], Histoplasma[37] và Pneumocystis [38]. Chúng có thể gây ra những bệnh ngoài da ở người như nấm chân hay hắc lào cho đến những bệnh nguy hiểm có thể gây chết người như viêm màng não (nấm Cryptococcus neoformans)[39] hay viêm phổi. Nấm gây ra nhiều bệnh cơ hội, tức những bệnh tấn công những người bị suy giảm miễn dịch [40], trong đó có những người bị HIV/AIDS [41], ví dụ như bệnh candidiasis (nấm Candida, gây ra chứng lở miệng ở trẻ em và âm đạo phụ nữ), histoplasmosis (Histoplasma capsulatum), cryptococcosis (Cryptococcus neoformans), aspergillosis (Aspergillus), coccidioidomycosis (Coccidioides immitis hay C. posadasii), viêm phổi pneumocystis (Pneumocystis jirovecii)... và rất nhiều bệnh khác[41][42].

Có khoảng 70 loài[43] nấm sinh bào tử là những tác nhân gây dị ứng. Chúng có thể là nấm mốc trong nhà hay ngoài trời, đa phần là nấm sợi như các chi Alternaria, Asperillus, Cladosporium, Helminthosporium, Epicoccum, Penicillium, Fusarium..., chỉ có vài loài là nấm đơn bào như Candida, Rhodotorula, có một số loài là nấm lớn như Agaricus, Coprinus, Fomes, Ganoderma...[43][44] Bào tử nấm có thể gây ra những chứng như hen suyễn, viêm mũi dị ứng[45], các bệnh nấm dị ứng phế quản phổi và viêm phổi quá mẫn[44].

Săn mồi

Một số loài nấm là những kẻ săn giun tròn. Chúng có thể biến đổi sợi nấm để tạo thành những cấu trúc đặc biệt có chức năng bẫy giun tròn, nên được gọi với tên chung là nấm bẫy mồi[46]. Những loại bẫy thường thấy là: mạng dính (hay lưới dính), bọng dính, vòng không thắt, cột dính, vòng thắt[47][48] và bào tử dính[49]. Các loài nấm bắt mồi theo kiểu này thường thuộc các chi Arthrobotrys, Dactylaria, Dactylella và Trichothecium[46][50]. Có vài loài như Zoopage phanera[46][51] thì lại tiết chất dính ra toàn bộ mặt ngoài sợi nấm và cũng có khả năng bẫy mồi tương tự.

Dinh dưỡng và khả năng tự dưỡng

Sự phát triển của nấm dưới dạng sợi nấm ở những môi trường rắn cũng như dưới dạng đơn bào ở môi trường nước, đều được điều chỉnh để hút các chất dinh dưỡng hiệu quả nhất từ môi trường, bởi chúng đều có tỉ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao. Sự thích nghi hình thái đã được bổ sung bởi những enzym thủy phân trong những môi trường tiêu hóa có phân tử hữu cơ lớn, như polysaccarit, protein, lipit và những chất nền dinh dưỡng khác. Những phân tử này bị thủy phân thành những phân tử nhỏ hơn[52][53][54], sau đó trở thành những chất dinh dưỡng được hấp thụ vào tế bào nấm.

Thông thường nấm được coi là những sinh vật dị dưỡng, tức những cơ thể chỉ có thể lấy cacbon từ những sinh vật khác cho quá trình trao đổi chất. Tuy nhiên, nấm đã tiến hóa khả năng chuyển hoá mà cho phép chúng sử dụng đa dạng những loại chất nền hữu cơ để phát triển, bao gồm các hợp chất đơn giản như nitrat, amoniac, axetat hay êtanol[55][56]. Những nghiên cứu gần đây cho thấy khả năng rằng nấm đã sử dụng sắc tố melanin để lấy năng lượng từ những phóng xạ ion hóa, như tia gamma, gọi nôm na là "vô tuyến dưỡng"[57]. Người ta cho rằng quá trình này có điểm tương đồng với quá trình quang hợp ở thực vật[57]. Tuy nhiên, hiện nay đang thiếu những bằng chứng sinh hóa có giá trị ủng hộ cho giả thuyết này.