Doğadaki madde ve enerji döngüsü şu şekilde gerçekleşir: Enerji Döngüsü: Enerji kaynağı güneştir. Güneş enerjisi, fotosentetik (ototrof) canlılar tarafından organik bileşiklerde kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür. Bu enerjiye üreticiler veya çeviriciler adı verilir. Kemosentez yapan bakteriler, enerji kazanmak için inorganik maddeleri oksitleyerek organik besinler üretir. Madde Döngüsü: Yeryüzünde bulunan tüm maddeler, canlılardan abiyotik çevreye geçer ve tekrar geri dönen bir döngüye sahiptir. Her maddenin biyosferde kendine özgü bir döngüsü vardır. Madde döngüleri arasında su, azot, karbon ve oksijen bulunur. Örneğin, karbon döngüsü: Karbon, atmosferde karbondioksit olarak bulunur. Madde döngüleri, ekosistemin dengesini korur ve inorganik maddelerin yeniden ekosisteme kazandırılmasını sağlar.