設計要求
1.生態缸必須有生態系統的生物成分和非生物的物質和能量，特別要注意要有足夠的空氣（體積最低應占 2/3）。
2.有合適的食物鏈結構，形成一定的營養結構，必須能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期保持穩定。
3.仿照自然生態，合理設計各組份占比，做到計算完全再填缸，而填缸時也應一步步進行試缸。生物數量不宜過多，並且生態系統的組成成分齊全。
4.透明材質封箱，保證太陽能輸入穩定
5.應採用散射光，儘量避免整體同時日光照射。防止溫度變化過大而殺死生物。
6.生態缸周遭環境應保持長期穩定
7.必須設立肺室，防止外殼因溫度變化而產生壓漲致裂
8.若缸內生態達到長期穩定，便可封缸。一經封缸，不可再啟。
示例
準備一個120*70*50的長方體玻璃缸，一定量的自來水、沙土、細石子、土質較好的土壤。收集或購買小烏龜3到4個，蝸牛7到8隻，蚯蚓2條。蕨類植物2株，3棵仙人球。觀察兩到三周，予以記錄。
注意：不可讓其暴露在陽光之下，選擇通風，可見自然光即可。
系統要素
這是一個很專業的問題，但在日常的水族養殖中用到的不多，我這裡只挑最重要的講，分類上也以實用易懂為原則，未以專業的系統方法分類 。
1.微生物：
包括細菌、支原體、衣原體等簡單生命體以及許多肉眼看不到的原蟲類，其中最重要的是細菌。不同水體的細菌種類和數量不同（一些專業水產書籍對此有描述，有興趣可以到新華書店去翻翻看），但正常菌群（相對於致病菌而言）–也就是我們常簡單歸納為硝化菌的那些細菌–的作用是大同小異的，
就是：分解有機物、並將氮硫等的有害化合物通過自身新陳代謝作用轉化成穩定無害的物質，從而達到淨化水質的目的。另外，正常菌群的維持還能有效抑制致病菌的數量，從而防止多種疾病，尤其是細菌類疾病的發生（因為在微生物疾病的感染要素里，致病微生物的數量占有舉足輕重的作用）。在整個水族箱生態系統建立過程中，這些遍布每個角落的小精靈起了決定性作用。
2.藻類：
包括硅藻、藍藻等微小的單細胞藻類和水族箱常見的絲狀藻、須狀藻等多細胞藻類，這些讓人既愛又恨的小傢伙在水族生態中有很重要的作用。他們利用光能以及水中氮磷等化合物（為魚類等水生生物的代謝產物和細菌的分解產物，但由於現在天然水體污染日益嚴重，工業、生活污水逐漸成為氮磷的主要來源）合成糖類、蛋白質以及多種維生素，成為食物鏈的起始環節。就整個生物圈中的地位而言，它們遠比一切高等植物來得重要，地球上所有植物產生的氧氣中有90%來自於藻類。
當水體中的氮磷化合物過多時，他們的生長就會失控，進而爭奪光照和氧氣，成為魚類和高等水生植物的殺手。目前一些地區水源污染十分嚴重，即使是自來水中也有相當的氮磷含量，雖然對人體影響不大，但卻足以維持藻類生長，如果在新設水族箱中不注意控制，藻類會很快占據主導地位而難於去除，將影響水草、珊瑚等的生長，嚴重時也可導致魚類窒息死亡。還要提一句的是，藻類是所有水生生態系統中最頑強的住客，即使維護良好的水族箱，也不可能完全沒有藻類存在，只不過少得讓人注意不到而已。
3.浮遊動物：
這裡指水蚤、豐年蝦、輪蟲、草履蟲等以細微浮游生物為食的低等動物，他們在自然水體中的數量很大，也是水族養殖重要的飼料來源，但水族箱中卻不多見，影響也不明顯，僅有輕微的除藻作用。
4.底棲動物：
這一類包括的範圍很廣，從線蟲、沙蠶到蝸牛、海參，再到蝦蟹、貝類等等，都可統歸在一起。儘管食性、習性各不相同，但在水體生態中他們都能扮演清道夫的角色，將動植物屍體進行初步消化處理，轉化成更易於細菌分解的產物，有的還能清除藻類。我們常有意無意地將他們引入水族箱，成為維護系統穩定的好幫手，但有的物種如不加注意也會帶來困擾。
5.高等水生植物：
包括常見的屬種子植物的水草，以及蕨藻、鈣藻之類長得很象水草的較高等海洋藻類（以下就簡單地統稱為水草了）。自然界他們也處於食物鏈的底端，雖然進化上比單細胞藻類先進，但生長所需的營養物質以及在自然中的作用和低等藻類差別不大，它們也會在營養物質過剩時大量生長，引起水生環境的惡化。當水草生長旺盛時，由於大量養分被他們消耗，藻類會因營養不良而生長緩慢；
反之，低等藻類肆虐時，水草也會因為沒有足夠養料和光照而逐漸衰弱。另外，他們也是水質淨化的重要力量，儘管低等藻類也有相同的作用，但控制高等水生植物的生長要比控制藻類容易得多，所以大多數人還是選擇水草（也有造景高手用藻類在局部進行裝飾，確有耳目一新之感，但並不是人人可以嘗試的）。
6.高等水生動物：
這裡當然是指魚類了，他們是觀賞水族的焦點所在，但不要忘記，他們也是整個系統的一個環節。魚類在水生生態中處於食物鏈的最頂端，他們從系統中獲取能量，而他們的代謝產物也為水草、藻類和細菌提供生長所需的養料。
7.其他：
這裡著重提一下岩礁造景缸里的珊瑚和軟體，他們有的是植物（蟲黃藻）和動物（珊瑚蟲）的共生體，有的則是純粹的掠食者，但就水生生態系統中的地位作用而言，總體介於高等水生植物和動物之間，更偏向於動物。
設計原則
生態缸的設計原則：生態缸創意來源於人們常見的有山有水的自然景觀，將這種大自然美景微縮到一個生態缸中，從而達到美化居室、陶冶情操的目的。因此，生態缸設定時，除了堅持水草造景缸多樣與統一、協調與對比、均衡、韻律和節奏四大原則外，還要堅持以下原則：
(1)來源自然，貼近現實造景設計要來源於自然，反映自然景觀要儘可能逼真，貼近現實。在設計生態缸時，要造的景觀應該是人們在大自然中能夠見得到的景致，同時要合乎時令、節氣，而不是憑空任意捏造，否則將失真，甚至鬧出笑話。因此，要求設計人先要留心生活，細心觀察大自然景觀，做到靈活運用，才能造出逼真的自然景觀來。
(2)陸地生物同水草造景要和諧統一 在生態造景缸中，陸地生物與水中的水草造景要和諧統一，協調一致。根據造景者所要營造的自然景象，選擇合適的陸地生物和水草。同時要考慮到所營造的陸地景致，水中可能會生長什麼種類的水草。同樣也應考慮到所營造的水體環境，岸上可能會長出什麼樣的陸地植物。這樣才能做到生態造景和諧統一，真正地回歸自然，盡享大自然的景色。
(3)陸地景致和水景所占比例應協調 生態缸的造景，水景占多大比例，陸地景致占多大比例，一定要協調，而不是簡單的各半，或三七開、四六開。最好先做出造景效果圖，看一看二者比例是否恰當，否則會造出“水漫金山”或“湖庫乾涸”的不協調景觀。設定瀑布的，瀑布流落的位置、落差與水中“深潭”的比例都要協調。這就看造景者對大自然的領悟了。
(4)陸地植物、水中水草選材及大小比例要協調 在生態缸的造景中，陸地植物、水中水草的品種及大小都要協調。比如，山上的“樹”應該有多大、多高，是“枝繁葉茂”還是“才吐新芽”?水中水草是“細如針絲”還是“豐腴肥碩”?都要與其營造的景觀及時令相一致，否則造出的景觀就會給人不協調、不舒適的感覺。
(5)魚、造景動物要與景觀相適應 生態缸造景中的陸棲動物(一般指兩棲爬行類)及水中觀賞魚一定要根據所營造的景觀，搭配合適的數量。比如，設定田間稻浪景觀時，可放養青蛙；蟲鳴鳥叫，溪流潺潺，可放養昆蟲、鼠魚、溪魚、蝦類等。但不可憑空臆造，任意放養，造出不倫不類的景觀來。
(6)造景材料要大小協調 生態缸的造景材料，選材大小及擺放很有講究，既要協調一致，又要便於堆放牢靠。一般選用大的沉木或石頭做主景，小的沉木或石頭做襯景或起到加固的作用，但要注意所用的材料大小、比例、造型與景觀協調一致。同時在堆放時，要確保牢固，以免加水或管理操作過程中倒塌，造成水族箱破裂。
建立方法
這個過程的核心內容如前所訴，是建立完整的生物（細菌）過濾系統。它需耗費的時間，淡水缸大約是2周到1個月，海水缸即使是初步建立起該系統就需1個月，而整個系統穩定則需2-3個月。
為什麼要那么長的時間？有沒有快一點的方法呢？
其實這個時間就是硝化菌生長繁衍並逐步達到穩定所需的時間。細菌的生長繁殖特點與我們所熟悉的巨觀動植物完全不同，它們一般行分裂生殖，其數量的增長按一而二、二而四、四而八……的指數方式增加（理論上的增長方式，忽略了由於細菌死亡所導致的數量減少，其實死亡與增殖是同時存在的）。在理想條件下，單一菌落的增殖會經歷3個主要階段：
1.漫長的增長前期，這段時間細菌逐漸適應環境，開始分裂，但由於原本數量較少，增加的細菌數也相對較少，這個階段細菌總數是不多的。
2.快速增長期，當經過增長前期，細菌數累積達到一定程度後，由分裂所增加的細菌數也隨之猛增，其增長的幅度是以對數指數表現的，所以又稱對數增長期，在這個階段，細菌總數將數十倍、上百倍的增加。
3.平台期或衰退期，細菌經過對數增長期後，儘管仍繼續分裂，但同時也有相當多的細菌死亡（死亡原因很複雜，這裡不詳述），如果此時有良好的營養供應，細菌增殖的數量與死亡的數量將達到平衡，細菌總數不再增加，形成穩定的菌落，稱為平台期，但如果營養供應跟不上細菌的消耗速度，則由於營養耗竭而進入衰退期，大量細菌死亡，總數下降。我們想達到的就是平台期的效果。
但是，我們的水族箱並非“理想條件”，硝化菌也不只是單一的菌種，水生生態系統中常見的硝化菌至少就有8種。有些廠家的硝化菌廣告說搭配的細菌有相互增益的效果，事實上細菌之間的關係並非那么簡單，共存共榮只是一方面，而競爭則是永遠的主題。在局部，當一種或幾種細菌表現強勢，那么其它細菌一定會被抑制，而當條件發生變化時，原本弱勢的菌種可能會變為強勢，反而抑制原先的強勢菌種（這就是為什麼穩定的水族箱不容易發生魚病，而新缸或環境劇變的缸容易爆發疾病的原因）；即使是共生的細菌，之間也必須達到一定的數量平衡才能發揮最佳作用。在新設水族箱裡，環境十分不穩定，又缺乏細菌增殖所需的營養，細菌增殖得很緩慢。特別是增長前期，原本細菌增殖的數量就不多，又有相當的細菌不適應環境而死亡，要達到進入快速增長期所必需的菌數，就要花費很長時間。加之各個菌種間相互適應、相互協調也需要時日，所以整個過程就進行得非常緩慢。
至於要縮短這個過程的方法不是沒有，但對新手意義不大。最可靠的方法就是用已含有大量穩定菌群的材質，包括穩定使用過的底沙、各種濾材以及礁岩缸用的活石頭等，他們的量越大系統穩定得越快，但如果只是少量的話就沒有什麼大的作用了。因為足夠的穩定菌群可以迅速改善水體質量，量少不但不能穩定水質，在環境改變後菌群自身也會發生很大變化，一樣需要時間來重新適應，其作用類似於加硝化菌（新手一般很難從老手那裡要到大量成熟的材質，除非那位老手不想養魚了）。而且即使使用大量成熟材質，也需要一定時間來達到新的平衡，決不是立即就可以放魚的。所以我還是建議新手循序漸進地設定水族箱。
這裡特別要提一下的是：僅以大量添加硝化菌種的方式來達到快速建立生物過濾的方法是不可靠的！在一個缺乏營養的環境中，光靠添加細菌不可能快速達到我們所需要的穩定狀態，曹立在相關文章中也提出過類似觀點。從細菌的增殖特點不難看出，系統內的細菌是依靠自身的分裂增殖來達到我們所需的數量的，人為的加入菌體只能是杯水車薪。對於幾乎沒有所需硝化菌群的新設缸，即使數倍於常規量地添加細菌，也不可能達到它們自身增殖數十倍到數百倍所產生的菌體數量，更何況加入的菌種中到底有多少活菌也需打個大大的問號。其實對於新設缸來說，添加硝化菌只是一個“藥引子”而已，更重要的是如何改善細菌生長的條件。
首先，是要給它們安一個“家”。許多細菌只有在依附於某些物體時才能正常生長，在漂浮狀態下則生長遲緩甚至停滯。這個“家”就是我們常說的濾材，其種類繁多，曹立的相關文章都有描述。它們的共同特點就是體積小而表面積極大，這樣就可以在容積有限的水族箱裡為硝化細菌提供大量的依附表面。對於需氧菌，這個“家”還必須保證每一個角落都有充足水流，以滿足它們對氧氣的需求。對於厭氧菌則剛好相反，需要“微流”的環境，保證氧的低供給，以利於脫氮反應的進行（詳見smilecathy的翻譯文章）。其次，是要添加細菌生長所需的養料。我個人習慣是在新缸里投放一點水蚤，黑暗中這些小傢伙會散布到水族箱各個角落，他們死亡後的屍體就成了細菌的“飼料”。1周后可以放養孔雀、紅劍之類的魚，數量不可太多，3-4條足夠，他們的代謝產物、殘餌都是細菌的好營養，另外也可以放些蝸牛，用以除去剛剛興起的藻類（種草前最好將蝸牛請出去，否則可能會把水草啃得千瘡百孔，不過千萬別用除蝸牛劑），這樣一般2-3周就可以放魚了。至於海水缸，有文獻報導說加入切碎的蛤肉有助於生物過濾的成熟（得忍受它們腐爛時的臭味了，但臭味不正說明有細菌在大量生長嗎？）。現在超市里有賣一種叫“乳果糖”（這是學名，商品名就有很多了）的東西，理論上講也是細菌尤其是厭氧菌的“補品”，新缸里添加一點應該有好處，不過我沒試過，有興趣的朋友不妨試試（後果自負喔，不過反正是新缸什麼都沒養，大不了全缸換水）。
至於生物過濾系統建立以後的步驟，倒是可以DIY一點，根據需要加入系統的其它元素（自然界中這些元素是“一個都不能少”的，但在人為控制下並不是缺一不可，詳見下一節），然後自己慢慢調整，例如：裸缸養魚的可以先放琵琶之類體格強健的食藻魚，控制好藻類後放入自己中意的魚；做水草造景的則可以放入黑殼蝦、小精靈等等，並逐漸將燈光調至最佳，然後種草造景，最後放魚作為點綴……但有一點非常重要，就是不管哪種缸，放魚都要從易到難逐漸增加，不要一下子把缸塞滿，否則剛剛建立的過濾系統有可能不堪重負而崩潰，那你就得從新來過了。這裡順便提一下種草，前面說過水草也有淨水功能，它們不會給過濾系統帶來很大負擔，所以目前水族界的意見是一下子把缸全種滿（當然指做水草造景缸），這樣可以避免藻類“翻身”。不過，一些好看難養的草在這種還不十分穩定的環境裡不容易長好，甚至會發生腐爛。我的意見是紅蝴蝶之類的草慢慢來，先用水蘭等鋪滿缸，作好早期的區域分割規劃，等穩定後再逐步用好草替換出那些“醜小鴨”。
系統維護
上一節提到，在人為控制下，水族箱生態系統並不需要安置所有的元素，除了微生物過濾系統外，其它可以按需要調整。事實上，因為水族箱空間的限制，另一方面也為了視覺上的美觀，我們不可能將自然環境中所有物種，按自然比例原封不動地移植到水族箱中。換句話說，我們不可能將生態系統的每一元素都完備地安置到水族箱，為了美觀，我們不得不捨棄其中相當一部分，而這些部分在生態系統中發揮的作用，就要靠人為的工作來進行彌補。也就是說，水族箱生態系統不是完整的生態系統，不是真正意義上的生態系統，它的維護工作其實就是我們彌補缺陷所做的工作。舉個最簡單的例子：我們極力避免水族箱內有大量浮游藻類存在，沒有浮游藻類就不可能有以它們為食的浮遊動物，而這些浮游生物是大多數魚類的主要食物來源，缺少了它們，就只有靠我們每天定時投放餌料了。
所以，要維護水族箱生態系統，首要的是明確自己的水族箱缺少哪些關鍵元素，安置的元素之間的比例是否適當。缺少的元素越少，各元素的比例越接近自然條件，所需的維護工作也越少；反之，就要花費較多的力氣了。以下舉兩個具體例子進行說明。
1.設定只有沉水生化過濾器的單純養魚的“裸缸”。這裡，除了缺少上面提到過的浮游生物外，還缺少食腐的底棲動物，以及可以吸收廢物製造氧氣的高等水生植物；另外，這種缸要達到觀賞上較豐滿的感覺，放養魚只的密度常常會到達過濾器所能承受的上限，也就是說細菌和魚類的比例接近失衡。維護這樣的魚缸，我們除每天餵食外，必須定期吸出缸底的殘餌和糞便（代替底棲動物和水草，底棲魚類如琵琶可以部分替代這一工作），較頻繁的換水以稀釋有害廢物（代替水草的功用，彌補細菌的不足，在這種情況下，沒有水草的幫助，生物過濾即使滿負荷運轉也難以清除所有廢物），在水溫較高時還需要用氣泵打氣（代替水草製造氧氣的功能）。當然，放養的魚種也有很大關係，如果300L的缸里養一條龍魚，大可不必如此麻煩，只要每天撈出殘餌和糞便就可以了；但如果是養了一大群七彩，這些操作就成了幾乎每天必修的功課。
2.設定具有生化過濾器、底砂、大量水草、食藻蝦和少量魚只的“水草造景缸”。這樣的缸里，除了浮游生物外，似乎所有主要元素都齊備，那么是否除了餵食就沒有事可做了呢？確實，這種水草生態造景缸的維護工作是較少的，但並不是說它就完備，其實這個系統各元素間的比例是嚴重失衡的–魚只太少，代謝的廢物很少，而水草、細菌則相對過量，於是整個水體呈現“負營養化”，這對抑制藻類、促進魚只健康大有好處，但對水草和細菌而言就不是什麼好事了，它們會因營養不良而趨於衰弱，如果不及時干涉，整個系統會由於水草的凋亡而瓦解，辛苦創造的水族美景就不復存在了。於是我們添加各種肥料，添加二氧化碳，添加硝化細菌……另外，由於缺乏食草動物（這是我們避免引入水草造景缸的），水草的生長不受控制，就需要我們定期的修剪，去除枯葉爛葉，截短長得過長的莖幹，調整生長密度……
