El ciclo biogeoquímico consiste en la conexión entre elementos vivos y no vivos. Cualquier organismo vivo se descompone después de su muerte y mediante un proceso químico, los elementos resultantes de esa descomposición se depositan en la biosfera y se reciclan para ser utilizados posteriormente por otro organismo vivo. Los ciclos biogeoquímicos más importantes son agua, oxígeno, nitrógeno, carbono, fósforo y azufre.
Los ciclos biogeoquímicos pueden ser ciclos de gas, donde los elementos se distribuyen en la atmósfera y el agua y luego van a ser reutilizados por organismos vivos. También pueden ser ciclos sedimentarios, donde los elementos se depositan en la corteza terrestre o en el lecho marino y permanecen allí durante mucho tiempo para ser reciclados más tarde por los organismos. O pueden ser ciclos mixtos donde se combinan los procesos de ciclos gaseosos y ciclos sedimentarios.
De esta manera, la materia circula dentro y fuera de los ecosistemas permitiendo la formación de vida. A partir de un estado elemental, la materia forma elementos inorgánicos que son reutilizados por organismos vivos para finalmente regresar al estado elemental y comenzar nuevamente el ciclo. De ahí la importancia de no alterar el proceso natural del ciclo biogeoquímico.
La tierra es un sistema cerrado donde la materia no entra o sale. Las sustancias utilizadas por los organismos no se «pierden», pero pueden llegar a sitios donde son inaccesibles para los organismos durante un período prolongado. Sin embargo, casi siempre el material se reutiliza y con frecuencia circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos.
Hay tres tipos de ciclos biogeoquímicos interconectados.
En los ciclos gaseosos, los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera (agua) y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos, los elementos se reciclan rápidamente, a menudo en horas o días. Los principales ciclos de gas son los de carbono, oxígeno y nitrógeno.
En los ciclos de nutrientes, los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas y sedimentos), la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos en estos ciclos, generalmente se reciclan mucho más lentamente que en los ciclos atmosféricos, porque los elementos se retienen en las rocas sedimentarias durante mucho tiempo, a menudo de miles a millones de años y no tienen una fase gaseosa. El fósforo y el azufre son dos de los 36 elementos reciclados de esta manera.
En el ciclo hidrológico; el agua circula entre el océano, el aire, la tierra y los organismos vivos, este ciclo también distribuye el calor solar en la superficie del planeta.
