O termo ciclo biogeoquímico vem do movimento cíclico dos elementos que formam os organismos biológicos (bio) e o ambiente geológico (geo) e uma mudança química interveniente.
O ciclo biogeoquímico consiste na conexão entre elementos vivos e não vivos. Qualquer organismo vivo se decompõe após sua morte e, por meio de um processo químico, os elementos resultantes dessa decomposição são depositados na biosfera e reciclados para serem utilizados posteriormente por outro organismo vivo. Os ciclos biogeoquímicos mais importantes são água, oxigênio, nitrogênio, carbono, fósforo e enxofre.
Os ciclos biogeoquímicos podem ser ciclos gasosos, em que os elementos são distribuídos na atmosfera e na água e depois serão reutilizados por organismos vivos. Também podem ser ciclos sedimentares, onde elementos são depositados na crosta terrestre ou no fundo do mar e aí permanecem por muito tempo para serem reciclados posteriormente pelos organismos. Ou podem ser ciclos mistos, onde os processos dos ciclos dos gases e dos ciclos sedimentares são combinados.
Desta forma, a matéria circula dentro e fora dos ecossistemas permitindo a formação da vida. De um estado elementar, a matéria forma elementos inorgânicos que são reutilizados por organismos vivos para finalmente retornar ao estado elementar e iniciar o ciclo novamente. Daí a importância de não alterar o processo natural do ciclo biogeoquímico.
A terra é um sistema fechado onde a matéria não entra nem sai. As substâncias utilizadas pelos organismos não são “perdidas”, mas podem chegar a locais onde são inacessíveis aos organismos por um longo período de tempo. Porém, o material quase sempre é reaproveitado e frequentemente circula várias vezes, tanto dentro quanto fora dos ecossistemas.
Existem três tipos de ciclos biogeoquímicos interligados.
Nos ciclos dos gases, os nutrientes circulam principalmente entre a atmosfera (água) e os organismos vivos. Na maioria desses ciclos, os itens são reciclados rapidamente, geralmente em horas ou dias. Os principais ciclos dos gases são os de carbono, oxigênio e nitrogênio.
Nos ciclos de nutrientes, os nutrientes circulam principalmente na crosta terrestre (solo, rochas e sedimentos), na hidrosfera e nos organismos vivos. Os elementos nesses ciclos são geralmente reciclados muito mais lentamente do que nos ciclos atmosféricos, porque os elementos são retidos nas rochas sedimentares por um longo tempo, muitas vezes milhares a milhões de anos, e não têm uma fase gasosa. Fósforo e enxofre são dois dos 36 elementos reciclados dessa forma.
No ciclo hidrológico; a água circula entre o oceano, o ar, a terra e os organismos vivos, este ciclo também distribui o calor solar na superfície do planeta.