Kolonisation, indvandring eller spredning af en plante- eller dyreart til et nyt område, hvor arten opbygger en bestand. Uddør en lokal artsbestand, fx efter en pludselig miljøpåvirkning såsom forurening eller vulkanudbrud, kan den genindvandre fra levesteder i nærheden. Plante- og dyrearternes spredningsmuligheder og formeringsevne er meget forskellige. Gode kolonisatorer har som regel høj sprednings- og formeringsevne samt hurtig vækst. Indvandring af arter til et nyt levested kan fx iagttages, når man graver nye vandhuller. Fx kommer mange biller flyvende, og andre dyr kommer til vandhullet, ved at de hæfter sig til vandfugles fjer eller er i mudderet på deres fødder. Kolonisation af øer efter omfattende miljøforstyrrelse er blevet indgående studeret, fx på Krakatau i Sundastrædet, der blev ødelagt ved vulkanudbrud i 1883. Kolonisation af levesteder er et vigtigt tema i øbiogeografi og i naturforvaltning.