En keystone art är en art som spelar en kritisk roll för att upprätthålla strukturen i ett ekologiskt samhälle och vars påverkan på samhället är större än vad som förväntades baserat på dess relativa överflöd eller totala biomassa. Utan keystone-arten, ekologiskt samhälle som den tillhör skulle förändras kraftigt och många andra arter skulle påverkas negativt.
I många fall är en keystone-art ett rovdjur. Anledningen till detta är att en liten population av rovdjur kan påverka spridningen och antalet många bytesarter. Rovdjur påverkar inte bara byten populationer genom att minska antalet, men de förändrar också beteendet hos bytesarter - där de foder, när de är aktiva och hur de väljer livsmiljöer som hålor och häckplatser.
Även om rovdjur är vanliga keystone-arter, är de inte de enda medlemmarna i ett ekologiskt samhälle som kan tjäna denna roll. Växtätare kan också vara keystone-arter. Till exempel i Serengeti, elefanter fungera som keystone arter genom att äta unga plantor som akacia som växer i de stora gräsmarkerna. Detta håller savannerna fria från träd och förhindrar att den gradvis blir en skog. Genom att hantera den dominerande vegetationen i samhället ser elefanter dessutom till att gräser trivs. I sin tur gynnas ett brett utbud av andra djur såsom gnuer, zebror och antiloper. Utan gräs skulle populationer av möss och skruvar minska.
Begreppet en keystone art introducerades först av University of Washington professor, Robert T. Paine 1969. Paine studerade ett samhälle av organismer som bebos av tidtidzonen längs Washingtons Stillahavskust. Han fann att en art, den köttätande sjöstjärnan Pisaster ochraceous, spelade en nyckelroll för att bibehålla balansen mellan alla andra arter i samhället. Paine observerade att om Pisaster ochraceous avlägsnades från samhället, befolkningarna av två musslingsarter inom samhället växte okontrollerade. Utan ett rovdjur för att kontrollera deras antal tog musslorna snart över samhället och trängde ut andra arter, vilket minskade gemenskapens mångfald kraftigt.
När en keystone art tas bort från ett ekologiskt samhälle finns det en kedjereaktion i många delar av samhället. Vissa arter blir fler medan andra drabbas av befolkningsminskningar. Växtstrukturen i samhället kan förändras på grund av ökad eller minskad surfning och bete av vissa arter.
Liknar keystone-arter är paraplyarter. Paraplyarter är arter som på något sätt skyddar många andra arter. Till exempel kan en paraplyart kräva en stor mängd livsmiljö. Om paraplyarten förblir frisk och skyddad, skyddar detta skydd också en mängd mindre arter.
Keystone-arter har på grund av deras proportionellt stora inflytande på artens mångfald och samhällsstruktur blivit ett populärt mål för bevarandeinsatser. Resonemanget är sundt: skydda en nyckelart och stabilisera ett helt samhälle genom att göra det. Men teorin om keystone-arter är fortfarande en ung teori och de underliggande koncepten utvecklas fortfarande. Till exempel användes termen ursprungligen på en rovdjurart (Pisaster ochraceous), men nu har termen "keystone" utvidgats till att omfatta bytesarter, växter och till och med livsmiljöresurser.