Ekologisissa järjestelmissä (ekosysteemeissä) on monia biogeokemiallisia syklejä, jotka toimivat osana järjestelmää, esimerkiksi vesikierto, hiilenkierto, typpisykli jne. eliöissä ovat osa biogeokemiallisia syklejä. Sen lisäksi, että nämä kemialliset elementit ovat osa eläviä organismeja, ne kiertävät myös ekosysteemien abioottisia tekijöitä, kuten vesi (hydrosfääri), maa (litosfääri) ja / tai ilma (ilmakehä).
Elävät planeetan tekijöitä voidaan kutsua yhdessä biosfääriksi. Kaikki ravintoaineet – kuten hiili, typpi, happi, fosfori ja rikki -, joita elävät organismit käyttävät ekosysteemeissä, ovat osa suljettua järjestelmää; siksi nämä kemikaalit kierrätetään sen sijaan, että ne menettäisivät ja täydentäisivät jatkuvasti esimerkiksi avoimessa järjestelmässä.
Ekosysteemin energian virtaus on avoin järjestelmä; aurinko antaa planeetalle jatkuvasti energiaa valon muodossa, kun sitä lopulta käytetään ja menetetään lämmön muodossa ruokarainan trofisilla tasoilla. Hiilestä valmistetaan hiilihydraatteja, rasvoja ja proteiineja, jotka ovat tärkeimmät ruokaenergian lähteet. Nämä yhdisteet hapetetaan vapauttaen hiilidioksidia, jonka kasvit voivat siepata orgaanisten yhdisteiden valmistamiseksi. Kemiallinen reaktio saa aikaan auringon valoenergian.
Auringonvaloa tarvitaan yhdistämään hiili vedyn ja hapen kanssa energialähteeksi, mutta syvänmeren ekosysteemit, joihin auringonvalo ei pääse tunkeutumaan, saavat energiaa rikistä. Rikkivetyä hydrotermisten tuuletusaukkojen lähellä voivat käyttää organismit, kuten jättimäinen putkimato. Rikkisyklissä rikki voidaan kierrättää ikuisesti energialähteenä. Energiaa voidaan vapauttaa rikkiyhdisteiden hapetuksen ja pelkistyksen kautta (esim. Hapettamalla alkuainerikki sulfiitiksi ja sitten sulfaatiksi).
Vaikka maa vastaanottaa energiaa jatkuvasti auringolta, sen kemiallinen koostumus on olennaisesti kiinteä koska meteoriitit lisäävät lisäainetta vain satunnaisesti. Koska tätä kemiallista koostumusta ei täydennetä kuten energiaa, kaikki näistä kemikaaleista riippuvat prosessit on kierrätettävä. Nämä syklit sisältävät sekä elävän biosfäärin että elämättömän litosfäärin, ilmakehän ja hydrosfäärin.
