Il termine ciclo biogeochimico deriva dal movimento ciclico degli elementi che compongono gli organismi biologici (bio) e l'ambiente geologico (geo) e un cambiamento chimico intermedio.
Il ciclo biogeochimico consiste nella connessione tra elementi viventi e non viventi. Qualsiasi organismo vivente si decompone dopo la sua morte e attraverso un processo chimico, gli elementi risultanti da questa decomposizione vengono depositati nella biosfera e riciclati per essere successivamente utilizzati da un altro organismo vivente. I cicli biogeochimici più importanti sono l'acqua, l'ossigeno, l'azoto, il carbonio, il fosforo e lo zolfo.
I cicli biogeochimici possono essere cicli gassosi, in cui gli elementi vengono distribuiti nell'atmosfera e nell'acqua e poi verranno riutilizzati dagli organismi viventi. Possono anche essere cicli sedimentari, dove gli elementi si depositano sulla crosta terrestre o sul fondo marino e vi rimangono a lungo per essere successivamente riciclati dagli organismi. Oppure possono essere cicli misti in cui si combinano i processi dei cicli gassosi e dei cicli sedimentari.
In questo modo, la materia circola dentro e fuori gli ecosistemi permettendo la formazione della vita. Da uno stato elementare, la materia forma elementi inorganici che vengono riutilizzati dagli organismi viventi per tornare finalmente allo stato elementare e ricominciare il ciclo. Da qui l'importanza di non alterare il processo naturale del ciclo biogeochimico.
La terra è un sistema chiuso dove la materia non entra né esce. Le sostanze utilizzate dagli organismi non si “perdono”, ma possono raggiungere luoghi dove sono inaccessibili agli organismi per un lungo periodo di tempo. Tuttavia, il materiale viene quasi sempre riutilizzato e frequentemente circola più volte, sia all'interno degli ecosistemi che al di fuori di essi.
Esistono tre tipi di cicli biogeochimici interconnessi.
Nei cicli gassosi, i nutrienti circolano principalmente tra l'atmosfera (acqua) e gli organismi viventi. Nella maggior parte di questi cicli, gli articoli vengono riciclati rapidamente, spesso entro poche ore o giorni. I principali cicli gassosi sono quelli del carbonio, dell'ossigeno e dell'azoto.
Nei cicli dei nutrienti, i nutrienti circolano principalmente nella crosta terrestre (suolo, rocce e sedimenti), nell'idrosfera e negli organismi viventi. Gli elementi in questi cicli vengono generalmente riciclati molto più lentamente rispetto ai cicli atmosferici, perché gli elementi vengono trattenuti nelle rocce sedimentarie per lungo tempo, spesso da migliaia a milioni di anni, e non hanno una fase gassosa. Il fosforo e lo zolfo sono due dei 36 elementi riciclati in questo modo.
Nel ciclo idrologico; l'acqua circola tra l'oceano, l'aria, la terra e gli organismi viventi, questo ciclo distribuisce anche il calore solare sulla superficie del pianeta.
