בשנת 1979 פיתח את התאוריה של מערכות אקולוגיות. על פי התאוריה, יש לבחון את התפתחות הילד בהקשר של הסביבה בה הוא מתפתח מנקודת מבט רחבה, המתחשבת בהשפעה ההדדית של כלל ההקשרים על הילד. מודל התאוריה מומחש גרפית באמצעות חמישה מעגלי הקשרים, המקיימים יחסי גומלין זה עם זה.
ברונפנברנר פרסם למעלה מ-300 מחקרים ו-14 ספרים,
הוא מת בביתו באיתקה, ניו יורק, ב-25 בספטמבר2005, בגיל 88, בשל סיבוך של סוכרת.
לא נולדים אלימים - החיים הרגשיים והחברתיים של ילדים קטנים, מרים רוזנטל, ליהי גת וחנה צור, הקיבוץ המאוחד, 2008, עמוד 81, מעגלי השפעה משולבים - המודל האקולוגי להתפתחות
התפתחות הילד - טבעה ומהלכה, אלן סרוף, רוברט קופר וגאני דהארט, האוניברסיטה הפתוחה, 2004, פרק 2