Ciclismul nutritiv este unul dintre cele mai importante procese care apar într-un ecosistem. Ciclul de nutrienți descrie utilizarea, mișcarea și reciclarea substanțelor nutritive din mediu. Elemente de valoare, cum ar fi carbon, oxigen, hidrogen, fosforși azotul sunt esențiale pentru viață și trebuie reciclate pentru ca organismele să existe. Ciclurile de nutrienți sunt incluse ambele viu și componente fără lapte și implică procese biologice, geologice și chimice. Din acest motiv, aceste circuite nutritive sunt cunoscute sub denumirea de cicluri biogeochemice.
Ciclurile biogeochimice pot fi clasificate în două tipuri principale: cicluri globale și cicluri locale. Elementele precum carbonul, azotul, oxigenul și hidrogenul sunt reciclate prin medii abiotice, inclusiv atmosfera, apă și sol. Întrucât atmosfera este principalul mediu abiotic din care sunt recoltate aceste elemente, ciclurile lor sunt de natură globală. Aceste elemente pot circula pe distanțe mari înainte de a fi preluate de organisme biologice. Solul este principalul mediu abiotic pentru reciclarea elementelor precum fosforul, calciul și potasiul. Ca atare, mișcarea lor este de obicei peste o regiune locală.
Carbonul este esențial pentru toată viața, deoarece este principalul constituent al organismelor vii. Servește ca componentă vertebrală pentru toți polimeri organici, inclusiv hidrati de carbon, proteine, și lipide. Compușii de carbon, cum ar fi dioxidul de carbon (CO2) și metanul (CH4), circulă în atmosferă și influențează climatul global. Carbonul este circulat între componentele vii și cele fără vie din ecosistem, în principal prin procesele de fotosinteză și respirație. Plantele și alte organisme fotosintetice obțin CO2 din mediul lor și îl folosesc pentru a construi materiale biologice. Plante, animale și descompunere (bacterii și ciuperci) revin CO2 în atmosferă prin respirație. Mișcarea carbonului prin componente biotice ale mediului este cunoscută sub denumirea de ciclu rapid al carbonului. Durează considerabil mai puțin timp pentru ca carbonul să treacă prin elementele biotice ale ciclului decât pentru ca acesta să treacă prin elementele abiotice. Poate dura până la 200 de milioane de ani până când carbonul poate trece prin elemente abiotice precum roci, sol și oceane. Astfel, această circulație a carbonului este cunoscută sub numele de ciclu lent al carbonului.
Similar cu carbonul, azotul este o componentă necesară a moleculelor biologice. Unele dintre aceste molecule includ aminoacizi și acizi nucleici. Deși azotul (N2) este abundent în atmosferă, majoritatea organismelor vii nu pot utiliza azot sub această formă pentru a sintetiza compuși organici. Azotul atmosferic trebuie să fie mai întâi fixat sau transformat în amoniac (NH3) de anumite bacterii.
Oxigenul este un element esențial pentru organismele biologice. Marea majoritate a oxigenului atmosferic (O2) este derivată din fotosinteză. Plantele și alte organisme fotosintetice utilizează CO2, apă și energie lumină pentru a produce glucoză și O2. Glucoza este utilizată pentru a sintetiza molecule organice, în timp ce O2 este eliberat în atmosferă. Oxigenul este îndepărtat din atmosferă prin procese de descompunere și respirație în organismele vii.
Fosforul este o componentă a moleculelor biologice cum ar fi ARN, DNA, fosfolipideși adenozina trifosfat (ATP). ATP este o moleculă de mare energie produsă de procesele respirație celulară și fermentație. În ciclul fosforului, fosforul este circulat în principal prin sol, roci, apă și organisme vii. Fosforul se găsește organic sub forma ionului fosfat (PO43-). Fosforul este adăugat la sol și apă prin scurgere rezultând din intemperiile rocilor care conțin fosfați. PO43- este absorbit din sol de plante și obținut de consumatori prin consumul de plante și alte animale. Fosfații sunt adăugați din nou în sol prin descompunere. Fosfatii pot fi de asemenea prinși în sedimente în mediile acvatice. Aceste sedimente care conțin fosfați formează roci noi în timp.