Ekosistemler, fazla miktarda güneş enerjisi almasına rağmen kimyasal elementleri sınırlı miktarlarda bulundurur. Bu sebeple yeryüzünde canlılığın devam etmesi, kimyasal elementlerin döngüsel olarak kullanımına bağlıdır.
Bir organizmanın yaşadığı sürece ve ölümünden sonra yapısında barındırdığı kompleks moleküller, ayrıştırıcıların faaliyeti ile daha basit bileşiklere dönüştürülerek atmosfere, suya ya da toprağa geri verilir. Bu ayrıştırma olayı ile bitkiler ve diğer ototrofların organik madde üretmek için kullanacakları inorganik maddelerin geri kazanımı sağlanmış olur. Canlıların yaşadığı tüm ortamlarda kimyasal elementler; çevreden canlıya, canlıdan da tekrar çevreye geçme özelliği gösterir. Biyosferdeki bu devir işlemi sırasında her element kendine özgü bir yol izler.
Ekosistem, canlı ve cansız faktörleri ile bir bütündür. Bu bütün içinde canlıların yaşamlarını devam ettirebilmesi için sürdürülebilir koşullar gerekmektedir. Sürdürülebilir koşulların gerçekleşmesinde ekosistemdeki madde döngüleri önemli bir yer alır. Üreticiler, inorganik maddeleri kullanarak organik madde meydana getirir. Birincil tüketiciler, üreticileri besin olarak kullanır. Birincil tüketicilerle ikincil tüketiciler beslenir.
Besin zincirindeki bu akış sırasında ölü atıklar ve organik maddeler, ekosistemde ayrıştırıcılar tarafından parçalanarak yıkıma uğratılır. Bu canlılar, organik maddeleri inorganik maddelere çevirerek tekrar doğaya kazandırır. Bu sayede tabiattaki maddeler döngüsel biçimde kullanılırken ekosistemde de madde akışı kesintisiz devam eder. Madde akışının kesintisiz bir şekilde devam etmesi, ekosistemdeki sürdürülebilirliğin devamı için gereklidir. Çünkü ekosistemde madde döngüsü olmasaydı yeryüzündeki doğal kaynaklar kullanılıp tüketilirdi. Azot, karbon ve su döngüleri doğada gerçekleşen önemli madde döngülerine örnektir.
