这也是生态区划中常用的方法，是一种自下而上的方法，通俗的理解就是将相似的地区合并，组成一个分区，找到相似的方法就是聚类，根据对不同地区的指标进行聚类找到相似的地区，形成分区。
聚类分析是数理统计中研究“物以类聚”的方法。系统聚类分析在聚类分析中应用最为广泛。凡具有数值特征变量和样品都可以通过选择不同的距离和系统聚类方法而获得满意的数值分类效果。系统聚类法包括样品聚类和变量聚类, 是先将n 个变量或样品看成n 类, 然后将性质最接近或相似程度最大的2 类合并为1 个新类, 分为n- 1类。再从中找到最接近的2 类加以合并, 分为n- 2类, 如此类推, 最后所有的变量或样品全聚在一类之中。
通常采用系统聚类分析法,这是目前国内外使用最多的一种方法,也称分层聚类分析法。其基本思想是:先将n个样本各自看成一类,然后规定样本之间的距离和类与类之间的距离。开始将每个样本各自看成一类,类与类之间的距离及样本之间的距离是相等的,选择距离最小的两类并成一新类,计算新类和其他类的距离,再将距离最近的两类合并,直至所有的样本都成一类为止。其原则是同一类中的个体有较大的相似性,不同类中的个体差异则很大。
进行聚类分析之前,首先要建立分类所依据的指标体系。指标体系应能全面揭示生态系统的本质特征。指标的选取应具有代表性、系统性、变异性、独立性、可操作性的特点,在进行具体划分时,由于划分等级单位的不同,在指标选取上也有差异。
例如农业生态系统各要素大致可归纳为五大类:地理指标、气候指标、经济指标、环境生态指标、资源指标。其中地理指标包括地理位置( km) 、海拔高度(m) ;自然指标包括积温( d·℃) 、无霜期( d) 、降水量(mm) ;经济指标包括各产业产值比率(%) 、农业劳动生产力(千元/人) ;环境生态指标包括质量等级、空气污染指数、噪声情况、能量产投比(%) 、氮素转化效率(%) ;资源指标包括各类耕地比率(%) 、有机质含量(%) 、森林覆被率(%) 、人口密度(人/km2 )。
再如，城市的生态区划中，可以将区划指标划分为恒定指标、低频波动指标、高频波动指标。恒定指标为高程和坡度，低频波动指标有植被指数、土壤侵蚀强度、水面面积率、耕地面积率。高频波动指标包括人口密度、经济密度、城镇化水平、居民年收入。可以先进行恒定指标的模糊聚类分析，进行一级分区。再根据波动指标进行模糊聚类分析，进行第二级的分区。这里面涉及到很多栅格和矢量之间的转换与操作。
对于分析的结果，可以进行调整，对细碎的斑块按照主体生态组分的特征进行生态融合。从而完成生态功能的划分。