Uma espécie-chave possui um papel vital na estrutura, funcionamento ou produtividade do seu ecossistema. Quando ela é retirada do meio em que está inserida, causa grandes impactos e mudanças drásticas no local.
Esses seres influenciam diretamente na vida dos outros organismos que vivem no mesmo ambiente, colaborando diretamente para a determinação da quantidade desses organismos no local. Sendo assim, seu estudo tem ainda mais importância, pois está absolutamente ligado ao conhecimento de toda a rede trófica que essa espécie essa compõe.
A denominação espécie-chave foi criada pelo zoólogo Robert T. Paine, em 1969, após fazer um experimento com uma estrela-do-mar (Pisaster ochraceous). Nesse experimento, Paine retirou a espécie do seu meio natural e passou a analisar as consequências de sua retirada.
O que o zoólogo observou durante o experimento foi uma drástica diminuição das espécies que habitavam o local. Com a retirada da estrela-do-mar, o número de mexilhões aumentou em grande escala, pois perdeu seu principal predador. Das 15 espécies que habitavam aquele ecossistema, apenas 8 sobreviveram. Em uma área de controle em que a estrela-do-mar não havia sido retirada, Paine não notou alterações na diversidade de espécies.
Após o estudo do zoólogo, outros estudiosos do ramo também passaram a fazer experimentos de remoção à procura de novas espécies-chave, descobrindo que animais como lontras marinhas, vespas parasitas, elefantes, tubarões-tigre e morcegos também podem ser considerados espécies-chave de seus habitats.