Ο όρος βιογεωχημικός κύκλος προέρχεται από την κυκλική κίνηση των στοιχείων που σχηματίζουν βιολογικούς οργανισμούς (βιο) και το γεωλογικό περιβάλλον (γεω) και μια παρεμβατική χημική αλλαγή.
Ο βιογεωχημικός κύκλος αποτελείται από τη σύνδεση μεταξύ ζωντανών και μη ζωντανών στοιχείων. Κάθε ζωντανός οργανισμός αποσυντίθεται μετά το θάνατό του και μέσω μιας χημικής διαδικασίας, τα στοιχεία που προκύπτουν από αυτήν την αποσύνθεση εναποτίθενται στη βιόσφαιρα και ανακυκλώνονται για να χρησιμοποιηθούν αργότερα από έναν άλλο ζωντανό οργανισμό. Οι πιο σημαντικοί βιογεωχημικοί κύκλοι είναι το νερό, το οξυγόνο, το άζωτο, ο άνθρακας, ο φώσφορος και το θείο.
Οι βιογεωχημικοί κύκλοι μπορούν να είναι κύκλοι αερίων, όπου τα στοιχεία κατανέμονται στην ατμόσφαιρα και το νερό και στη συνέχεια πρόκειται να επαναχρησιμοποιηθούν από ζωντανούς οργανισμούς. Μπορούν επίσης να είναι ιζηματογενείς κύκλοι, όπου στοιχεία εναποτίθενται στον φλοιό της γης ή στον βυθό και παραμένουν εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα για ανακύκλωση αργότερα από τους οργανισμούς. Ή μπορούν να είναι μικτοί κύκλοι όπου συνδυάζονται οι διαδικασίες των κύκλων αερίου και των ιζηματογενών κύκλων.
Με αυτόν τον τρόπο, η ύλη κυκλοφορεί μέσα και έξω από τα οικοσυστήματα επιτρέποντας το σχηματισμό ζωής. Από μια στοιχειακή κατάσταση, η ύλη σχηματίζει ανόργανα στοιχεία που επαναχρησιμοποιούνται από ζωντανούς οργανισμούς για να επιστρέψουν επιτέλους στην στοιχειακή κατάσταση και να ξεκινήσουν ξανά τον κύκλο. Εξ ου και η σημασία της μη αλλαγής της φυσικής διαδικασίας του βιογεωχημικού κύκλου.
Η γη είναι ένα κλειστό σύστημα όπου η ύλη δεν εισέρχεται ή φεύγει. Οι ουσίες που χρησιμοποιούνται από τους οργανισμούς δεν «χαθούν», αλλά μπορούν να φτάσουν σε μέρη όπου δεν είναι προσβάσιμα από τους οργανισμούς για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, το υλικό επαναχρησιμοποιείται σχεδόν πάντα και κυκλοφορεί πολλές φορές, τόσο εντός των οικοσυστημάτων όσο και εκτός αυτών.
Υπάρχουν τρεις τύποι διασυνδεδεμένων βιογεωχημικών κύκλων.
Στους κύκλους αερίων, τα θρεπτικά συστατικά κυκλοφορούν κυρίως μεταξύ της ατμόσφαιρας (νερού) και των ζωντανών οργανισμών. Στους περισσότερους από αυτούς τους κύκλους, τα αντικείμενα ανακυκλώνονται γρήγορα, συχνά εντός ωρών ή ημερών. Οι κύριοι κύκλοι αερίου είναι εκείνοι του άνθρακα, του οξυγόνου και του αζώτου.
Στους κύκλους των θρεπτικών συστατικών, τα θρεπτικά συστατικά κυκλοφορούν κυρίως στον φλοιό της γης (χώμα, βράχια και ιζήματα), στην υδρόσφαιρα και στους ζωντανούς οργανισμούς. Τα στοιχεία σε αυτούς τους κύκλους γενικά ανακυκλώνονται πολύ πιο αργά από ό, τι στους ατμοσφαιρικούς κύκλους, επειδή τα στοιχεία διατηρούνται σε ιζηματογενή πετρώματα για μεγάλο χρονικό διάστημα, συχνά χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια, και δεν έχουν αέρια φάση. Ο φωσφόρος και το θείο είναι δύο από τα 36 στοιχεία που ανακυκλώνονται με αυτόν τον τρόπο.
Στον υδρολογικό κύκλο. Το νερό κυκλοφορεί μεταξύ του ωκεανού, του αέρα, της γης και των ζωντανών οργανισμών, αυτός ο κύκλος κατανέμει επίσης την ηλιακή θερμότητα στην επιφάνεια του πλανήτη.
