पोषक तत्व साइकिलिंग एक पारिस्थितिकी तंत्र में होने वाली सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक है। पोषक तत्व चक्र पर्यावरण में पोषक तत्वों के उपयोग, गति और पुनर्चक्रण का वर्णन करता है। मूल्यवान तत्व जैसे कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, फास्फोरस, और नाइट्रोजन जीवन के लिए आवश्यक है और जीवों के अस्तित्व के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाना चाहिए। पोषक चक्र दोनों में सम्मिलित हैं जीवित और गैर-घटक घटकों और जैविक, भूवैज्ञानिक और रासायनिक प्रक्रियाओं को शामिल करते हैं। इस कारण से, इन पोषक तत्वों के सर्किट को जैव-रासायनिक चक्र के रूप में जाना जाता है।
बायोगैकेमिकल चक्रों को दो मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: वैश्विक चक्र और स्थानीय चक्र। कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन जैसे तत्वों को अजैविक वातावरण सहित पुनर्नवीनीकरण किया जाता है वायुमंडल, पानी और मिट्टी। चूँकि वायुमंडल मुख्य अजैविक वातावरण है जहाँ से इन तत्वों को काटा जाता है, उनका चक्र वैश्विक प्रकृति का होता है। जैविक जीवों द्वारा उठाए जाने से पहले ये तत्व बड़ी दूरी पर यात्रा कर सकते हैं। फास्फोरस, कैल्शियम, और पोटेशियम जैसे तत्वों के पुनर्चक्रण के लिए मिट्टी मुख्य अजैविक वातावरण है। जैसे, उनका आंदोलन आम तौर पर एक स्थानीय क्षेत्र में होता है।
कार्बन सभी जीवन के लिए आवश्यक है क्योंकि यह जीवित जीवों का मुख्य घटक है। यह सभी के लिए रीढ़ की हड्डी के घटक के रूप में कार्य करता है जैविक पॉलिमर, समेत कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, तथा लिपिड. कार्बन यौगिक, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और मीथेन (CH4), वायुमंडल में घूमते हैं और वैश्विक जलवायु को प्रभावित करते हैं। कार्बन मुख्य रूप से प्रकाश संश्लेषण और श्वसन की प्रक्रियाओं के माध्यम से पारिस्थितिकी तंत्र के जीवित और गैर-जीवित घटकों के बीच परिचालित होता है। पौधे और अन्य प्रकाश संश्लेषक जीव अपने वातावरण से CO2 प्राप्त करते हैं और इसका उपयोग जैविक सामग्री के निर्माण के लिए करते हैं। पौधे, पशु, और डीकंपोजर (जीवाणु तथा कवक) श्वसन के माध्यम से वातावरण में CO2 लौटते हैं। पर्यावरण के जैविक घटकों के माध्यम से कार्बन की गति को तीव्र कार्बन चक्र के रूप में जाना जाता है। कार्बन को चक्र के जैव तत्वों के माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए काफी कम समय लगता है, क्योंकि इसे अजैविक तत्वों के माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए लेता है। कार्बन को चट्टानों, मिट्टी और महासागरों जैसे अजैविक तत्वों के माध्यम से स्थानांतरित करने में 200 मिलियन वर्ष लग सकते हैं। इस प्रकार, कार्बन के इस परिसंचरण को धीमी कार्बन चक्र के रूप में जाना जाता है।
कार्बन के समान, नाइट्रोजन जैविक अणुओं का एक आवश्यक घटक है। इनमें से कुछ अणु शामिल हैं अमीनो अम्ल तथा न्यूक्लिक एसिड. यद्यपि वायुमंडल में नाइट्रोजन (N2) प्रचुर मात्रा में है, अधिकांश जीवित जीव कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए इस रूप में नाइट्रोजन का उपयोग नहीं कर सकते हैं। वायुमंडलीय नाइट्रोजन को पहले निश्चित किया जाना चाहिए, या कुछ बैक्टीरिया द्वारा अमोनिया (NH3) में परिवर्तित किया जाना चाहिए।
ऑक्सीजन एक ऐसा तत्व है जो जैविक जीवों के लिए आवश्यक है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन (O2) का अधिकांश भाग इससे प्राप्त होता है प्रकाश संश्लेषण. पौधे और अन्य प्रकाश संश्लेषक जीव ग्लूकोज और O2 का उत्पादन करने के लिए CO2, पानी और प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करते हैं। ग्लूकोज का उपयोग कार्बनिक अणुओं को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, जबकि O2 वायुमंडल में जारी किया जाता है। जीवित प्राणियों में अपघटन प्रक्रियाओं और श्वसन के माध्यम से ऑक्सीजन को वायुमंडल से हटा दिया जाता है।
फॉस्फोरस जैविक अणुओं का एक घटक है जैसे कि शाही सेना, डीएनए, फॉस्फोलिपिड, और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी)। एटीपी एक उच्च ऊर्जा अणु है जिसका निर्माण प्रक्रियाओं द्वारा किया जाता है कोशिकीय श्वसन और किण्वन। फास्फोरस चक्र में, फास्फोरस मुख्य रूप से मिट्टी, चट्टानों, पानी और जीवित जीवों के माध्यम से परिचालित होता है। फॉस्फोरस को फॉस्फेट आयन (PO43-) के रूप में व्यवस्थित रूप से पाया जाता है। फॉस्फोरस को चट्टानों के अपक्षय के फलस्वरूप अपवाह द्वारा मिट्टी और पानी में मिलाया जाता है जिसमें फॉस्फेट होते हैं। PO43- पौधों द्वारा मिट्टी से अवशोषित किया जाता है और पौधों और अन्य जानवरों की खपत के माध्यम से उपभोक्ताओं द्वारा प्राप्त किया जाता है। फॉस्फेट को अपघटन के माध्यम से वापस मिट्टी में जोड़ा जाता है। फॉस्फेट भी जलीय वातावरण में तलछट में फंस सकते हैं। ये फॉस्फेट युक्त अवसादन समय के साथ नई चट्टानें बनाते हैं।