Nos ecossistemas, enquanto a energia tem de ser reposta continuamente pelo Sol, a matéria disponível na Terra tem de ser constantemente reutilizada para a manutenção da vida. Portanto, enquanto a energia flui unidirecionalmente, a matéria é reciclada, e cada elemento químico apresenta um ciclo característico.
Ciclo do carbono
O carbono presente nos seres vivos é originalmente proveniente da atmosfera. Por meio da fotossíntese fixam carbono, que retiram CO2 atmosférico. Esses átomos de carbono passam a fazer parte das moléculas orgânicas fabricadas.
Durante a respiração, uma parte das moléculas orgânicas é degradada, e o carbono que as constituía é devolvido à atmosfera, novamente na forma de CO2. Parte do carbono retirado do ar compõe a biomassa dos seres fotossintetizantes e pode eventualmente ser transferida aos animais herbívoros.
Nos herbívoros, parte do carbono contido nas moléculas orgânicas dos alimentos é liberada durante a respiração, e o resto irá formar sua biomassa, que poderá ser transferida para um carnívoro.
Dessa forma, o carbono fixado na fotossíntese vai passando de um nível trófico para outro, enquanto retoma gradativamente à atmosfera, em conseqüência da respiração dos próprios organismos e da ação dos decompositores, que atuam em todos os níveis tróficos.