The węgiel cykl opisuje magazynowanie i wymianę węgla między ziemskimi biosfera (żywa materia), atmosfera (powietrze), hydrosfery (woda) i geosfery (ziemia). Głównymi rezerwuarami węgla są atmosfera, biosfera, ocean, osady i wnętrze Ziemi. Zarówno naturalne, jak i ludzkie działania przenoszą węgiel między zbiornikami.
Węgiel jest element niezbędny do życia jak wiemy. Organizmy żywe pozyskują węgiel ze swojego środowiska. Kiedy umierają, węgiel wraca do nieożywionego środowiska. Jednakże stężenie węgla w materii żywej (18%) jest około 100 razy wyższy niż stężenie węgla w ziemi (0,19%). Wychwyt węgla do organizmów żywych i powrót węgla do środowiska nieożywionego nie jest zrównoważony.
Drugim ważnym powodem jest to, że cykl węgla odgrywa kluczową rolę w procesie klimat globalny. Chociaż cykl węgla jest ogromny, ludzie są w stanie wpływać na niego i modyfikować ekosystem. Dwutlenek węgla uwalniany podczas spalania paliw kopalnych stanowi około dwukrotny pobór netto z roślin i oceanu.
Nieożywione środowisko obejmuje substancje, które nigdy nie były żywe, a także materiały zawierające węgiel, które pozostają po śmierci organizmów. Węgiel znajduje się w nieożywionej części hydrosfery, atmosfery i geosfery, ponieważ:
Węgiel dostaje się do żywej materii przez autotrofy, które są organizmami zdolnymi do wytwarzania własnych składników odżywczych z materiałów nieorganicznych.
Cykl węglowy zasadniczo obejmuje ruch węgla w atmosferze, biosferach, oceanie i geosferze, ale głęboki cykl węglowy między płaszczem a skorupą geosfery nie jest tak dobrze zrozumiany jak ten drugi Części. Bez ruchu płyt tektonicznych i aktywności wulkanicznej węgiel ostatecznie zostałby uwięziony w atmosferze. Naukowcy uważają, że ilość węgla zmagazynowana w płaszczu jest około tysiąc razy większa niż ilość znaleziona na powierzchni.