רכיבה על תזונה היא אחד התהליכים החשובים ביותר המתרחשים במערכת אקולוגית. מחזור התזונה מתאר את השימוש, התנועה והמיחזור של חומרים מזינים בסביבה. אלמנטים בעלי ערך כמו פחמן, חמצן, מימן, זרחןוחנקן הם חיוניים לחיים ויש למחזרם כדי שהאורגניזמים יתקיימו. מחזורי תזונה כוללים את שניהם חי ורכיבים שאינם חיים ומערבים תהליכים ביולוגיים, גיאולוגיים וכימיים. מסיבה זו מעגלי החומרים המזינים הללו מכונים מחזורים ביוגאוכימיים.
ניתן לסווג מחזורים ביוגאוכימיים לשני סוגים עיקריים: מחזורים עולמיים ומחזורים מקומיים. אלמנטים כמו פחמן, חנקן, חמצן ומימן ממוחזרים דרך סביבות abiotic כולל אווירהמים ואדמה. מכיוון שהאטמוספרה היא הסביבה האביוטית העיקרית ממנה נקצרים יסודות אלה, מחזוריהם הם בעלי אופי עולמי. יסודות אלה עשויים לנוע לאורך מרחקים גדולים לפני שהם תופסים על ידי אורגניזמים ביולוגיים. האדמה היא הסביבה האביוטית העיקרית למיחזור של יסודות כמו זרחן, סידן ואשלגן. ככאלה, התנועה שלהם היא בדרך כלל באזור מקומי.
הפחמן הוא חיוני לכל החיים שכן הוא המרכיב העיקרי באורגניזמים חיים. זה משמש כמרכיב עמוד השדרה לכולם פולימרים אורגנייםכולל
פחמימות, חלבונים, ו שומנים. תרכובות פחמן, כמו פחמן דו חמצני (CO2) ומתאן (CH4), מסתובבות באטמוספירה ומשפיעות על אקלים עולמי. הפחמן מופץ בין מרכיבים חיים ללא חיים במערכת האקולוגית בעיקר באמצעות תהליכי פוטוסינתזה והנשמה. צמחים ואורגניזמים פוטוסינתטיים אחרים משיגים CO2 מסביבתם ומשתמשים בו לבניית חומרים ביולוגיים. צמחים, בעלי חיים ומפרקים (חיידקים ו פטריות) להחזיר CO2 לאטמוספירה באמצעות נשימה. תנועת הפחמן דרך רכיבים ביוטיים בסביבה מכונה מחזור הפחמן המהיר. לוקח פחמן הרבה פחות זמן לעבור דרך היסודות הביוטיים של המחזור מאשר לוקח לו לעבור דרך היסודות האביוטיים. זה יכול לקחת 200 מיליון שנה עד שהפחמן יעבור דרך יסודות אביוטים כמו סלעים, אדמה ואוקיינוסים. לפיכך, זרימת הפחמן הזו מכונה מחזור הפחמן האיטי.בדומה לפחמן, חנקן הוא מרכיב הכרחי במולקולות ביולוגיות. חלק מהמולקולות הללו כוללות חומצות אמינו ו חומצות גרעין. למרות שחנקן (N2) נמצא בשפע באטמוספירה, רוב האורגניזמים החיים אינם יכולים להשתמש בחנקן בצורה זו כדי לסנתז תרכובות אורגניות. תחילה יש לתקן חנקן אטמוספרי, או להמיר אותו לאמוניה (NH3) על ידי חיידקים מסוימים.
חמצן הוא יסוד החיוני לאורגניזמים ביולוגיים. הרוב המכריע של החמצן האטמוספרי (O2) נגזר פוטוסינתזה. צמחים ואורגניזמים פוטוסינתטיים אחרים משתמשים באנרגיה CO2, מים ואור כדי לייצר גלוקוז ו- O2. הגלוקוז משמש לסינתזת מולקולות אורגניות ואילו O2 משתחרר לאטמוספרה. חמצן מוסר מהאטמוספרה באמצעות תהליכי פירוק והנשמה באורגניזמים חיים.
זרחן הוא מרכיב של מולקולות ביולוגיות כמו RNA, DNA, פוספוליפידים, ואדנוזין טריפוספט (ATP). ATP היא מולקולת אנרגיה גבוהה המיוצרת על ידי תהליכים של נשימה תאית ותסיסה. במחזור הזרחן זרחן מופץ בעיקר דרך אדמה, סלעים, מים ואורגניזמים חיים. זרחן נמצא באופן אורגני בצורה של יון הפוספט (PO43-). זרחן מתווסף לאדמה ולמים על ידי נגר הנובע מהבלייה של סלעים המכילים פוספטים. PO43- נספג מהאדמה על ידי צמחים ומתקבל על ידי צרכנים דרך צריכת צמחים ובעלי חיים אחרים. פוספטים מוסיפים בחזרה לאדמה באמצעות פירוק. פוספטים עלולים להילכד גם במשקעים בסביבות מימיות. משקעים המכילים פוספטים אלו יוצרים סלעים חדשים לאורך זמן.