Termín biogeochemický cyklus pochádza z cyklického pohybu prvkov, ktoré tvoria biologické organizmy (bio) a geologického prostredia (geo), a zo zasahujúcej chemickej zmeny.
Biogeochemický cyklus pozostáva zo spojenia živých a neživých prvkov. Akýkoľvek živý organizmus sa rozkladá po svojej smrti a chemickým procesom sa prvky vznikajúce pri tomto rozklade ukladajú v biosfére a recyklujú sa na ďalšie využitie iným živým organizmom. Najdôležitejšie biogeochemické cykly sú voda, kyslík, dusík, uhlík, fosfor a síra.
Biogeochemické cykly môžu byť plynné cykly, v ktorých sú prvky distribuované v atmosfére a vode a potom ich budú znova použité živými organizmami. Môžu to byť tiež sedimentárne cykly, keď sa prvky ukladajú na zemskej kôre alebo na morskom dne a zostávajú tam dlho, aby ich mohli organizmy neskôr recyklovať. Alebo to môžu byť zmiešané cykly, kde sa kombinujú procesy plynných cyklov a sedimentárnych cyklov.
Týmto spôsobom hmota cirkuluje dovnútra a von z ekosystémov a umožňuje formovanie života. Z elementárneho stavu hmota formuje anorganické prvky, ktoré znova používajú živé organizmy, aby sa konečne vrátili do elementárneho stavu a znovu začali cyklus. Preto je dôležité nemeniť prirodzený proces biogeochemického cyklu.
Zem je uzavretý systém, kam hmota nevstupuje ani neopúšťa. Látky, ktoré používajú organizmy, sa nestratia, ale môžu sa dostať na miesta, kde sú pre organizmy dlhodobo neprístupné. Materiál sa však takmer vždy znovu použije a často cirkuluje viackrát, a to v rámci ekosystémov aj mimo nich.
Existujú tri typy vzájomne prepojených biogeochemických cyklov.
V plynových cykloch živiny cirkulujú hlavne medzi atmosférou (vodou) a živými organizmami. Vo väčšine z týchto cyklov sa položky recyklujú rýchlo, často do niekoľkých hodín alebo dní. Hlavné cykly plynov sú uhlíkové, kyslíkové a dusíkové.
V nutričných cykloch živiny cirkulujú predovšetkým v zemskej kôre (pôda, skaly a sedimenty), hydrosfére a živých organizmoch. Prvky v týchto cykloch sa všeobecne recyklujú oveľa pomalšie ako v atmosférických cykloch, pretože prvky sú zadržiavané v sedimentárnych horninách po dlhú dobu, často tisíce až milióny rokov, a nemajú plynnú fázu. Fosfor a síra sú dva z 36 recyklovaných prvkov.
V hydrologickom cykle; voda cirkuluje medzi oceánom, vzduchom, zemou a živými organizmami, tento cyklus tiež distribuuje slnečné teplo na povrch planéty.
