Vật chất chu trình trong hệ sinh thái thông qua các quá trình được gọi là chu trình sinh địa hóa. Tất cả các yếu tố trên Trái đất đã được tái chế lặp đi lặp lại, việc theo dõi chúng được thực hiện thông qua các chu trình sinh địa hóa.
Vì các nguyên tử cacbon là xương sống của sự hình thành tế bào, nên chu trình sinh địa hóa sinh học quan trọng nhất là chu trình cacbon. Có sáu bước chính trong chu trình carbon.
- Quang hợp Thực vật tạo ra carbohydrate bằng cách hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển.
- Carbon di chuyển qua chuỗi thức ăn Khi sinh vật ăn các sinh vật khác, carbon di chuyển lên chuỗi thức ăn. Các phân tử trong thức ăn có chứa cacbon biến đổi thành các phân tử hữu cơ cấu tạo nên cơ thể sống.
- Cacbon di chuyển trở lại môi trường Sinh vật sử dụng các phân tử thức ăn có chứa cacbon như một dạng năng lượng. Quá trình hô hấp tế bào phá vỡ các phân tử thức ăn thành carbon dioxide.
- Đóng góp của ngành công nghiệp Con người góp phần chuyển carbon dioxide trở lại bầu khí quyển thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch.
- Sử dụng nhiên liệu hóa thạch Nhiên liệu hóa thạch ngày nay được hình thành từ hàng trăm triệu năm trước do thực vật lắng đọng trong Trái đất. Quá trình phân hủy của thực vật bị chậm lại do đó các phân tử hữu cơ của chúng được sử dụng làm khí đốt tự nhiên, than đá và dầu mỏ.
- Khuếch tán vào không khí Từ đại dương, khí cacbonic khuếch tán vào không khí. Điều này tạo ra một lượng lớn carbon, sau đó được thực vật hấp thụ để bắt đầu lại chu trình.
