Sistemele ecologice (ecosisteme) au multe cicluri biogeochimice care funcționează ca parte a sistemului, de exemplu, ciclul apei, ciclul carbonului, ciclul azotului etc. Toate elementele chimice care apar în organisme fac parte din ciclurile biogeochimice. Pe lângă faptul că fac parte din organismele vii, aceste elemente chimice circulă și prin factori abiotici ai ecosistemelor precum apa (hidrosfera), solul (litosfera) și / sau aerul (atmosfera).
factorii planetei pot fi denumiți în mod colectiv biosfera. Toți nutrienții – precum carbonul, azotul, oxigenul, fosforul și sulful – folosiți în ecosisteme de organismele vii fac parte dintr-un sistem închis; prin urmare, aceste substanțe chimice sunt reciclate în loc să fie pierdute și completate în mod constant, cum ar fi într-un sistem deschis.
Fluxul de energie într-un ecosistem este un sistem deschis; soarele oferă în mod constant energiei planetei sub formă de lumină, în timp ce este utilizată în cele din urmă și pierdută sub formă de căldură de-a lungul nivelurilor trofice ale unei rețele alimentare. Carbonul este utilizat pentru a produce carbohidrați, grăsimi și proteine, principalele surse de energie alimentară. Acești compuși sunt oxidați pentru a elibera dioxid de carbon, care poate fi captat de plante pentru a produce compuși organici. Reacția chimică este alimentată de energia luminii soarelui.
Lumina soarelui este necesară pentru a combina carbonul cu hidrogenul și oxigenul într-o sursă de energie, dar ecosistemele din marea adâncă, unde nu poate pătrunde lumina soarelui, obțin energie din sulf. Sulfura de hidrogen în apropierea orificiilor hidrotermale poate fi utilizată de organisme precum viermele cu tub uriaș. În ciclul sulfului, sulful poate fi reciclat pentru totdeauna ca sursă de energie. Energia poate fi eliberată prin oxidarea și reducerea compușilor de sulf (de exemplu, oxidarea sulfului elementar în sulfit și apoi în sulfat). deoarece materia suplimentară este adăugată doar ocazional de meteoriți. Deoarece această compoziție chimică nu este completată ca energia, toate procesele care depind de aceste substanțe chimice trebuie reciclate. Aceste cicluri includ atât biosfera vie, cât și litosfera, atmosfera și hidrosfera nevie.
