Cykl składników odżywczych jest jednym z najważniejszych procesów zachodzących w ekosystemie. Cykl składników odżywczych opisuje wykorzystanie, przemieszczanie i recykling składników odżywczych w środowisku. Wartościowe elementy, takie jak węgieltlen, wodór fosfor, a azot jest niezbędny do życia i musi zostać poddany recyklingowi, aby mogły istnieć organizmy. Cykle składników odżywczych obejmują oba te elementy życie oraz składniki nieożywione i obejmują procesy biologiczne, geologiczne i chemiczne. Z tego powodu te obwody odżywcze są znane jako cykle biogeochemiczne.
Cykle biogeochemiczne można podzielić na dwa główne typy: cykle globalne i cykle lokalne. Pierwiastki takie jak węgiel, azot, tlen i wodór są odzyskiwane przez środowiska abiotyczne, w tym atmosfera, woda i gleba. Ponieważ atmosfera jest głównym środowiskiem abiotycznym, z którego te pierwiastki są zbierane, ich cykle mają charakter globalny. Elementy te mogą podróżować na duże odległości, zanim zostaną pochłonięte przez organizmy biologiczne. Gleba jest głównym środowiskiem abiotycznym do recyklingu takich pierwiastków, jak fosfor, wapń i potas. W związku z tym ich ruch odbywa się zwykle w regionie lokalnym.
Węgiel jest niezbędny dla każdego życia, ponieważ jest głównym składnikiem żywych organizmów. Służy jako element szkieletowy dla wszystkich polimery organiczne, włącznie z węglowodany, białka, i lipidy. Związki węgla, takie jak dwutlenek węgla (CO2) i metan (CH4), krążą w atmosferze i wpływają na globalny klimat. Węgiel krąży między żyjącymi i nieożywionymi składnikami ekosystemu głównie poprzez procesy fotosyntezy i oddychania. Rośliny i inne organizmy fotosyntetyczne pozyskują CO2 ze swojego środowiska i wykorzystują go do budowy materiałów biologicznych. Rośliny, zwierzęta i rozkładniki (bakteria i grzyby) zwracają CO2 do atmosfery przez oddychanie. Ruch węgla przez biotyczne komponenty środowiska znany jest jako szybki cykl węglowy. Przemieszczanie węgla przez elementy biotyczne cyklu zajmuje znacznie mniej czasu niż przemieszczanie się przez elementy abiotyczne. Przepływ węgla przez pierwiastki abiotyczne, takie jak skały, glebę i oceany, może zająć nawet 200 milionów lat. Tak więc ten obieg węgla jest znany jako wolny cykl węglowy.
Podobnie jak węgiel, azot jest niezbędnym składnikiem cząsteczek biologicznych. Niektóre z tych cząsteczek obejmują aminokwasy i kwasy nukleinowe. Chociaż azot (N2) jest obfity w atmosferze, większość żywych organizmów nie może używać azotu w tej formie do syntezy związków organicznych. Azot atmosferyczny musi najpierw zostać utrwalony lub przekształcony w amoniak (NH3) przez niektóre bakterie.
Tlen jest pierwiastkiem niezbędnym dla organizmów biologicznych. Zdecydowana większość tlenu atmosferycznego (O2) pochodzi z fotosynteza. Rośliny i inne organizmy fotosyntetyczne wykorzystują CO2, wodę i energię świetlną do produkcji glukozy i O2. Glukoza służy do syntezy cząsteczek organicznych, podczas gdy O2 jest uwalniany do atmosfery. Tlen jest usuwany z atmosfery poprzez procesy rozkładu i oddychanie w organizmach żywych.
Fosfor jest składnikiem cząsteczek biologicznych takich jak RNA, DNA, fosfolipidyi adenozynotrifosforan (ATP). ATP jest cząsteczką o wysokiej energii wytwarzaną w procesach oddychania komórkowego i fermentacja. W cyklu fosforu fosfor jest krążony głównie przez glebę, skały, wodę i organizmy żywe. Fosfor występuje organicznie w postaci jonu fosforanowego (PO43-). Fosfor jest dodawany do gleby i wody przez spływ powstały w wyniku wietrzenia skał zawierających fosforany. PO43- jest wchłaniany z gleby przez rośliny i uzyskiwany przez konsumentów poprzez spożycie roślin i innych zwierząt. Fosforany są dodawane z powrotem do gleby poprzez rozkład. Fosforany mogą również zostać uwięzione w osadach w środowisku wodnym. Te osady zawierające fosforany z czasem tworzą nowe skały.